اوزبای در ۷ می ۱۹۹۷ در شرنخ دستگیر و به اتهام «از بین بردن اتحاد ملی» به حبس ابد محکوم شد. در طول دوره زندانی شدنش، در زندان‌های بایبورت، ارزروم، نوشهیر و شاکران نگهداری می‌شد. در طول این سال‌ها، فاطمه اوزبای با مشکلات جدی سلامتی روبرو بود.

فاطمه اوزبای در زندان نیز به فعالیت‌های خود ادامه داد و شعر، مقاله و داستان نوشت. او کتابی به نام «داستان‌های زنان در زندان» و داستانی به نام «مرده‌ها زخمی نمی‌شوند» را نوشت که توسط انتشارات آرام منتشر شد.

با وجود مشکلات سلامتی، او سال‌ها در زندان ماند و پس از ۲۹ سال آزاد شد.