Шейнин сполна пользовался всеми благами, которые ему предоставляли служба в прокуратуре и литературные занятия, приносившие немалые гонорары. В послевоенные годы среди московских интеллектуалов была очень популярна такая стихотворная байка: «На берегах литературы пасутся мирно братья Туры, и с ними, заводя амуры, Лев Шейнин из прокуратуры». Он имел престижную тогда машину «Победа», великолепную двухэтажную дачу в Серебряном бору, солидную сберкнижку. Одних только гражданских костюмов и пальто (не считая форменных) у него насчитывалось десятка полтора, что по полуголодному послевоенному времени было совсем неплохо. Шейнин был женат, но не чуждался и других женщин. Однако во время следствия он даже обиделся, когда один из приятелей, характеризуя его личность, сказал, что Шейнин вел распутный образ жизни и делал это с таким цинизмом, что все выглядело как «домашний публичный дом». Шейнин возразил: «Я сожительствовал с рядом женщин, но в публичный дом свою квартиру не превращал».
В конце 40-х годов над головой Шейнина начали сгущаться тучи. В 1949 году его неожиданно освободили от должности, не объяснив причин. Шел только разговор о назначении его директором института криминалистики. Шейнин сидел дома, писал рассказы, пьесы, сценарии. Выжидал, особенно не высвечивался, но при случае всегда «зондировал» почву. О том, что затевается, он не только догадывался, но и знал наверняка. На одной из многочисленных вечеринок, на которых бывал Шейнин, подвыпивший сотрудник очень важных органов сболтнул: «Эх, Лева, Лева, старый уголовник, умная у тебя башка, а все же мы за тебя взялись». А незадолго до ареста один знакомый драматург поведал Шейнину о своем разговоре с сотрудником госбезопасности. Тот рекомендовал ему держаться подальше от Шейнина, так как его «выгнали из прокуратуры по настоянию МГБ, а скоро вообще посадят». В это время, особенно после гибели Михоэлса, власти усиленно будировали так называемый «еврейский вопрос». Для того чтобы его «раскрутить», требовалось найти «заговорщиков». Вот тут-то как нельзя кстати и подвернулся Шейнин. Прокурорский работник, литератор, имевший обширные связи, особенно в еврейской среде, лучше всего подходил на активную роль заговорщика. К тому же было известно, что Шейнин, осторожный и хитрый, обладавший удивительной изворотливостью (о себе, по словам свидетелей, он говаривал так: «Как ни говорите, а Левчик — это умная еврейская голова»), был изрядно труслив. Многие знали, что этот «любитель ночных бдений», сам панически боялся допросов с пристрастием. Анатолий Антонович Волин, хорошо знавший Шейнина, который не раз дарил ему свои книги с теплыми надписями, рассказывал авторам, что Шейнин был человек «нестойкий по характеру», «ненадежный», способный изменить в любой момент.
Лев Шейнин был арестован 19 октября 1951 года. Постановление утвердил министр госбезопасности Игнатьев, арест санкционировал Генеральный прокурор Союза Сафонов. В дальнейшем роль прокуратуры в его деле была символической — лишь ежемесячное санкционирование продления срока следствия и один-два допроса помощником военного прокурора. Можно сказать, что Прокуратура СССР бросила на произвол судьбы своего бывшего сотрудника, отдавшего нелегкой следственной работе более 27 лет жизни. Шейнин связывал свой арест с происками Абакумова (хотя тот к этому времени уже содержался в тюрьме).
Когда в январе 1949 года сгорела дача Ворошилова, Шейнин со своей командой занимался расследованием. Была установлена халатность органов госбезопасности, охранявших объект, и виновных отдали под суд. После этого, встретившись с Шейниным, Абакумов в ироническом и угрожающем тоне произнес: «Все ищешь недостатки в моем хозяйстве, роешься... Ну, старайся, старайся...»
В постановлении на арест Шейнина указывалось: «Шейнин изобличается в том, что, будучи антисоветски настроен, проводил подрывную работу против ВКП(б) и Советского государства. Как установлено показаниями разоблаченных особо опасных государственных преступников, Шейнин находился с ними во вражеской связи и как сообщник совершил преступления, направленные против партии и Советского правительства».
Самым загадочным в деле Шейнина является то, что оно «тянулось» два года. Многие другие более сложные дела заканчивались значительно быстрее. Допросы следовали за допросами, иногда они перемежались очными ставками, дело пухло и к концу уже насчитывало семь огромных томов. Занимались Шейниным в разное время семь старших следователей следственной части по особо важным делам МГБ (после марта 1953 года — МВД СССР). Его допрашивали не менее 250 раз, большей частью ночью (как правило, допросы начинались в 9—10 часов вечера и заканчивались далеко за полночь). Более года держали в одиночке, иногда в наказание «за провинности» лишали прогулок, книг, передач, во время допросов нередко шантажировали, оскорбляли, грозили побоями. Однажды его даже заковали в наручники и не снимали их в течение шести дней. Все это довело Шейнина до такого состояния, что к концу следствия, по его собственному признанию, запас его «нравственных и физических сил был исчерпан».
Как уже говорилось, в первый год ведения дела следователи усиленно «раскручивали» так называемый еврейский заговор. На этом этапе Шейнин давал показания охотно и подробно, «выдавая» всех и вся. Он рассказывал о своих «националистических» беседах с Эренбургом, братьями Тур, Штейном, Кроном, Роммом, Б. Ефимовым, Рыбаком и многими другими известными деятелями. Вот только один отрывок из его показаний: «Эренбург — это человек, который повлиял, может быть в решающей степени, на формирование у меня националистических взглядов». По словам Шейнина, Эренбург говорил о том, что «в СССР миазмы антисемитизма дают обильные всходы и что партийные и советские органы не только не ведут с этим должную борьбу, но, напротив, в ряде случаев сами насаждают антисемитизм», что советская пресса замалчивает заслуги евреев во время Отечественной войны, что к евреям отношение настороженное. Следователи требовали от Шейнина показаний также на других «еврейских националистов» — Утесова, Блантера, Дунаевского и даже на Шостаковича и Вышинского.
В своем письме на имя Игнатьева Лев Шейнин писал: «Следователь пошел по линии тенденциозного подбора всяческих, зачастую просто нелепых данных, большая часть которых была состряпана в период ежовщины, когда на меня враги народа... завели разработку, стремясь меня посадить как наиболее близкого человека А. Я. Вышинского, за которым они охотились». И в другом письме на имя Берии: «Вымогали также от меня показания на А. Я. Вышинского».
Не пощадил Шейнин и сослуживцев. Так, на вопрос следователя: «Вы все рассказали о своей вражеской работе против Советского государства?» ответил: «Нет, не все. Мне нужно еще дополнить свои показания в отношении преступной связи с работниками Прокуратуры СССР Альтшуллером и Рогинским». Называл он и многих других, например прокурора Дорона, профессоров Швейцера, Шифмана, Трайнина.
Конечно, нельзя не учитывать наличие жесткого психологического и физического прессинга, оказываемого на него: ночные допросы, запрещенные приемы следствия, однако даже на них трудно списать те подробности, особенно из личной жизни своих знакомых, которые приводил в показаниях Шейнин. Например, говоря о некой даме, помощнике прокурора, он не преминул упомянуть, какие предметы женского туалета оставались в кабинете после ее визита к начальнику. А его «живописные» подробности из жизни своих соавторов, братьев Тур! И хотя все эти «детали» изрядно занимали следователей (ведь всегда интересно узнать кое-что об интимной жизни знаменитостей), тем не менее их больше интересовали другие вопросы, в частности наличие некоего «подполья» в еврейской среде.
Через год «еврейский вопрос», видимо, наскучил следователям, и они принялись усиленно «превращать» Шейнина в шпиона. Стали появляться вопросы о его деятельности и связях с «загранкой». Однако здесь Шейнин держался стойко. Он начисто отрицал свою вину в шпионаже или измене Родине. При этом обычно многостраничные протоколы допросов превращались в «жиденькие» листочки (одна-две странички), хотя время допросов оставалось прежнее (четыре — пять часов).