Aresztowany i osadzony w karcerze pod schodami siedziby Powiatowego Urzędu Bezpieczeństwa Publicznego w Jaśle – Ulaszowicach; podczas brutalnych przesłuchań w znacznym stopniu utracił słuch, a następnie przewieziony do więzienia karno-śledczego w Sanoku.
21 września 1948 Wojskowy Sąd Rejonowy w Rzeszowie na sesji wyjazdowej w Sanoku skazał ks. Floriana Zająca w pokazowym procesie na karę dożywotniego więzienia, którą następnie obniżono do 10 lat pozbawienia wolności. Prokurator domagał się kary śmierci. Odbył wyrok w więzieniu we Wronkach, a potem w Zakładzie Karnym w Rawiczu. Na mocy amnestii w październiku 1953 odzyskał wolność. Po wyjściu z więzienia, podupadły fizycznie i schorowany zamieszkał w Kruhelu. Nie zabiegał o rehabilitację.
Osoba ks. Zająca znalazła się na ściśle tajnej liście 44 kapłanów, ukaranych w 1948 roku, którą płk MO Zygmunt Braude przekazał za pośrednictwem Wandy Górskiej do gabinetu ówczesnego I sekretarza KC PZPR Bolesława Bieruta.