Εδώ και οχτώ, χρόνια βρίσκεται πίσω από τα κάγκελα της φυλακής. Ο Βανούνου είχε δώσει πληροφορίες στη "Σάντεϊ Τάιμς" του Λονδίνου αναφορικά με τις πυρηνικές εγκαταστάσεις στην Ντιμόνα. Το κείμενο της εφημερίδας έχει και φωτογραφίες, τις οποίες υποτίθεται ότι ο ίδιος τις τράβηξε μυστικά. Το κείμενο της "Σάντεϊ Τάιμς" είχε δημοσιευτεί στις 5 Οκτώβρη του 1986. Τότε, ο Βανούνου είχε δηλώσει ότι θέλει να κάνει μια δημόσια συζήτηση σχετικά με την ατομική πολιτική του Ισραήλ. Δυο εβδομάδες αργότερα, οι ισραηλινές μυστικές υπηρεσίες τον απήγαγαν. Τότε, ήταν ηλικίας 31 χρόνων.

Στο Ισραήλ, ο Βανούνου παραπέμφθηκε σε δίκη με την κατηγορία της εσχάτης προδοσίας. Η δίκη έγινε κεκλεισμένων των θυρών, ακόμα και η Οργάνωση της "Διεθνούς Αμνηστίας" δεν είχε τη δυνατότητα να την παρακολουθήσει. Για λίγο, φάνηκε ότι υπήρχε ο κίνδυνος ο Βανούνου να γίνει ο πρώτος Ισραηλινός που θα καταδικαζόταν σε θάνατο σε όλη την ιστορία του Ισραήλ. Τελικά, τον Μάη του 1988, ένα δικαστήριο στην Ιερουσαλήμ τον καταδίκασε σε 18 χρόνια φυλακή. Η ποινή αυτή επικυρώθηκε από το Ανώτατο Δικαστήριο το Μάη του 1989. Ο Μορντεχάι Βανούνου βρίσκεται στις φυλακές Ασκελόν σε αυστηρή απομόνωση, που, κατά την άποψη της "Διεθνούς Αμνηστίας", σημαίνει "μια τρομερή, απάνθρωπη και ταπεινωτική τιμωρία... ". Εκτός από τον δικηγόρο του και κάπου κάπου έναν ιερωμένο, η οικογένειά του μπορεί να τον επισκέπτεται δυο φορές τη βδομάδα για μια ώρα και κάτω από αυστηρή επιτήρηση.

Οι ισραηλινές αρχές δικαιολογούν την απομόνωση αυτή με το επιχείρημα ότι ο Βανούνου θα πρέπει να προφυλαχτεί από τους άλλους φυλακισμένους. Εκτός των άλλων, παρεμποδίζεται να δώσει παραπέρα άλλες μυστικές πληροφορίες. Οι όροι της κράτησής του, παρά τις επανειλημμένες διεθνείς διαμαρτυρίες, δεν έχουν βελτιωθεί.