Вечером 13 декабря под британским флагом к судну приблизился итальянский крейсер и сигналами запросил информацию о содержимом груза и месте назначения. Получив ответ, отошёл.
На следующий день в сторону теплохода прогремел предупредительный залп из орудий испанского крейсера «Canaris», находящегося с правого борта от «Комсомола». Последовал сигнал «покинуть судно». Экипаж начал готовиться к эвакуации; в это время фашисты отправили шлюпку с вооружённой группой. Немецкий офицер, прибыв на борт, поставил караулы и организовал проверку теплохода. Не интересуясь грузом, они конфисковали корабельные и личные документы. Под угрозой расстрела экипажа последовал приказ явиться на «Канарис».
Команда из 36 человек погрузилась на шлюпку, последним из которых садился Мезенцев. При прибытии моряков на крейсер их выстроили и подвергли досмотру. Вскоре «Канарис» расстрелял осмотренный корабль, а команда была отправлена на гауптвахту.
При потере контакта с судном правительство СССР предположило о гибели экипажа при обстреле судна. 14 декабря в 17 часов вечера удалось связаться с бельгийским пароходом «Президент Франк Жуи» — с него передали о возможном спасении моряков. Несмотря на это, информация о смерти стала официальной версией. 20 декабря в прессе появилась новость о потоплении теплохода; судьба людей выяснялась.
В казематах «Канариса» они пробыли 8 дней, после чего пришло распоряжение о смертной казни. Несмотря на вынесенный смертный приговор, фашистский лидер Франсиско Франко сменил наказание на 30 лет лишения свободы. На суше команда прибывала в тюрьме города Пуэрто де Санта-Мария, где подвергались побоям и допросам. Команде теплохода «Комсомол» пришлось пережить инсценровку расстрелов. В апреле 1937 года представляющее Италию посольство в Москве сообщило о факте интернирования моряков на территории франкистской Испании. Начались длительные переговоры, в ходе которых Международной организацией Красного Креста были освобождены и доставлены во Францию первые 11 заключённых, включая Мезенцева. В Советском Союзе об этом узнали 3 октября, а 17 на теплоходе «Андрей Жданов» заключённые вернулись в Ленинград.
Все члены экипажа впоследствии были освобождены и вернулись в СССР. В ноябре были амнистированы ещё 18 человек, а оставшимся пришлось отбывать наказание почти 3 года. За проявленное мужество орденами и медалями были награждены капитан Георгий Мезенцев, старший механик Фёдор Дрен, будущий знаменитый писатель Ивана Гайдаенко и многие другие.
После плена несколько моряков продолжили службу в гражданском флоте, а Владимир Подгорецкий, Василий Фомин, и Василий Титаренко записались добровольцами в 12-ю интернациональную бригаду и встали на оборону Мадрида. Штурман Дымченко поступил на службу в Военно-Морской Флот.