Escriba una continuación para este párrafo - Sin embargo, el 21 de octubre de 1937, Petlyakov fue arrestado junto con Tupolev y toda la dirección de TsAGI bajo cargos falsos de sabotaje, espionaje y de ayudar al Partido Fascista Ruso. Muchos de sus colegas fueron ejecutados. En 1939 fue trasladado de una prisión a una "sharashka" del NKVD para diseñadores de aviones cerca de Moscú, donde muchas personas ex-TsAGI ya habían sido enviadas a trabajar. Petlyakov recibió la tarea de diseñar un caza de gran altitud, que logró con éxito. Sin embargo, la experiencia operativa en la guerra soviético-finlandesa
Los experimentos de 1939-1940 demostraron que esto no era lo que la Fuerza Aérea Soviética necesitaba, y Lavrentiy Beria, jefe del NKVD y del sistema "sharashka", ordenó que el caza fuera rediseñado como un bombardero en picado, con la promesa de que Petlyakov y sus colegas serían liberados en su finalización exitosa.