3 декабря 1937 года отец Иоанн был арестован и обвинен в распространении ложных и оскорбительных измышлений против членов советского правительства. Это обвинение подтвердили три лжесвидетеля, которые показали, будто священник говорил, что члены советского правительства, и в частности Сталин, состояли в одной контрреволюционной троцкистско-вредительской шайке с врагом народа Войковым.
Отец Иоанн категорически отверг все выдвинутые против него обвинения как на самих допросах, так и на очных ставках со лжесвидетелями.
На последнем допросе, состоявшемся 10 декабря, следователь потребовал от священника:
— Назовите лиц, с которыми вы имеете хорошие взаимоотношения.
— Хорошо знакомых людей, с которыми бы я делился своими впечатлениями о жизни в нашей стране, я не имею. Я живу замкнуто и никуда не хожу, — ответил священник.
26 февраля 1938 года тройка НКВД приговорила отца Иоанна к расстрелу. Священник Иоанн Дунаев был расстрелян 11 марта 1938 года и погребен в безвестной могиле.
Заказать рукописную икону священномученик пресвитер Иоанн Дунаев