П. Королева после ареста. Бутырская тюрьма, Москва, РСФСР, СССР. 28 июня 1938 года.Королёв был арестован 27 июня 1938 года по обвинению во вредительстве, после ареста Ивана Терентьевича Клеймёнова и других работников Реактивного института.
Королёв был осуждён Военной Коллегией Верховного Суда СССР 27 сентября 1938 года, обвинение: ст. 58-7, 11. Приговор: 10 лет ИТЛ, 5 лет поражения в правах. 10.06.1940 года срок сокращён до 8 лет ИТЛ (Севжелдорлаг), освобождён в 1944 году. Полностью реабилитирован 18 апреля 1957 года.