آیت‌الله طالقانی در پنجم تیر ماه ۱۳۴۲ پس از سخنرانی‌های متعدد بر علیه رژیم شاه، همکاری با جبهۀ ملی و نهضت آزادی و مخالفت با انقلاب سفید دستگیر و زندانی شد.
او در کنار دیگر سران نهضت آزادی در دادگاهی نظامی محاکمه شد. این دادگاه یکی از طولانی‌ترین دادگاه‌های نظامی این دوران به شمار می‌رود. آیت‌الله طالقانی و مهدی بازرگان در این دادگاه، هر کدام به ده سال حبس محکوم شدند.
طالقانی در نخستین جلسۀ دیدارش با وکیل مدافع خود، سرهنگ غلامرضا نجاتی، گفت: «این‌ها به حساب خودشان می‌خواهند ما را در یک دادگاه نظامی به اصطلاح علنی، با تظاهر به رعایت اصول و ضوابط دادرسی، از قبیل حق انتخاب وکلای مدافع، حق دفاع، حضور نمایندگان مطبوعات و انتشار اخبار دادگاه و غیره، محاکمه کنند. این ظاهر قضیه است. اما قصد و نیت واقعی آنها این است که بی سر و صدا محکوممان کنند. در کیفرخواست دادستان ارتش، اتهام ما ضدیت با سلطنت مشروطه، اقدام علیه امنیت و استقلال کشور و اهانت به شاه است. دادگاه هم فرمایشی و نظامی است و وکلای مدافع هم باید نظامی باشند و از افراد مورد نظر دستگاه که در دو-سه جلسه، حرف‌هایی بزنند و دست آخر از دادگاه تقاضای عفو و بخشایش ما را از اعلیحضرت بکنند. این برنامۀ آنهاست. ما هم هدف و برنامه داریم و می‌خواهیم فریادمان را به گوش مردم ایران و جهانیان برسانیم و خیانت‌های شاه و رژیم او را فاش کنیم. بدین منظور به وکلایی نیاز داریم که خوش‌نام، شجاع، مبارز و وطن‌پرست باشند…دفاع از ما که تأثیری در سرنوشت ما نخواهد داشت؛ دفاع از آزادی و دفاع از حق علیه باطل است.»
در مدتی که طالقانی در بند بود، نامه‌ها و تلگراف‌های متعددی از روحانیون و مراجع تقلید در حمایت از وی و بازرگان و سحابی به او رسید.
آیت‌الله طالقانی در زندان شماره چهار قصر دست به فعالیت‌هایی از جمله برگزاری مراسم عزاداری و سخنرانی تاسوعا و عاشورا، خواندن خطبه‌های نماز جمعه و برگزاری نماز جماعت، برگزاری تریبون آزاد در شب‌های جمعه، جلسات تفسیر قرآن و نهج‌البلاغه را به جای می‌آورد و همچنین تدوین اولین جزء تفسیر پرتوی از قرآن را آغاز کرد.
سرانجام، رژیم شاه به سبب فشار محافل بین‌المللی طرفدار حقوق بشر مجبور شد آیت‌الله طالقانی و مهدی بازرگان را پس از تحمل پنج سال حبس، در تاریخ ۴ آبان ۱۳۴۶ آزاد کند.

برگزاری نماز جماعت، از جمله نماز عید فطر، از موضوعات مورد توجه آیت‌الله طالقانی بود. مجموعه عکس پیش رو، تصاویر اقامۀ نماز عید فطر به امامت او در سال‌های ۱۳۳۶ تا ۱۳۴۰ است. در مقطع پس از کودتای ۲۸ مرداد و پیش از قیام ۱۵ خرداد ۱۳۴۲ ، برگزاری همین اجتماعات که غالباً به همت انجمن اسلامی برگزار می‌شد، به وحدت و ارتباط میان مبارزان مسلمان یاری می‌رساند.