16 февраля 2001 г. Данилов был арестован по обвинению в шпионаже в пользу Китая.
29 апреля 2001 г. УФСБ по Красноярскому краю предъявило обвинение ученому по статье 275 УК РФ (государственная измена), а также по статье 159 (мошенничество). В ходе следствия первоначальное обвинение в шпионаже было переквалифицировано в государственную измену в форме выдачи иностранному государству сведений, составляющих государственную тайну. Кроме шпионажа Валентину Данилову предъявили обвинение в мошенничестве в особо крупных размерах. По мнению обвинения, Данилов, действуя в личных, корыстных интересах, используя свое служебное положение, а также подложные финансовые документы, завладел денежными средствами, принадлежащими КГТУ в размере 466 тысяч рублей.
Слушания по делу в Красноярском краевом суде проходили в закрытом режиме.
6 февраля 2002 г. уголовное дело было направлено на дополнительное расследование. Дополнительное следствие не нашло новых доказательств преступлений, инкриминируемых Данилову. Тем не менее в октябре ученому было предъявлено новое обвинение, которое в точности повторяет предыдущее.
В сентябре 2002 г. Валентин Данилов был освобожден из-под стражи под подписку о невыезде.
29 декабря 2003 г. обвиненный в государственной измене (статья 275 УК РФ) и мошенничестве ученый был оправдан судом присяжных по всем пунктам предъявлявшегося ему обвинения.
9 июня 2004 г. коллегия Верховного суда отменила оправдательный приговор Валентину Данилову. Тем самым суд удовлетворил кассационное представление, поданное в начале января прокуратурой Красноярского края, в котором обжаловался оправдательный приговор Данилову. В документе говорилось, что в процессе были допущены серьезные процессуальные нарушения, которые существенно повлияли на содержание ответов присяжных. В частности, по мнению суда, была нарушена норма о "неразглашении суждений, которые обсуждаются присяжными заседателями в совещательной комнате".
Дело было направлено на новое рассмотрение.
5 ноября 2004 г. все 12 присяжных признали виновным Валентина Данилова по всем статьям обвинения.
10 ноября 2004 г. В. Данилов был взят под стражу в зале суда. Основанием для этого стала его беседа с журналистом, после которой прокуратура посчитала, что таким образом он продолжает свою преступную деятельность и распространяет сведения, составляющие гостайну.
18 ноября государственный обвинитель потребовал наказать по совокупности двух статей лишением свободы в исправительной колонии строгого режима на 17 лет.
24 ноября 2004 г. Красноярский краевой суд признал виновным Валентина Данилова в государственной измене. Судья Афанасьев приговорил ученого к 14 годам лишения свободы с отбыванием наказания в колонии строгого режима. Помимо этого, суд обязал Данилова выплатить Красноярскому теплофизическому центру 466 тысяч рублей.
29 июня 2005 г. Верховный Суд РФ подтвердил этот приговор, сократив срок наказания до 13 лет.
11 августа ученый был переведен из СИЗО №1 в колонию ИТК-17 недалеко от Красноярска, а затем — в колонию в Уярском районе Красноярского края.
Защита физика Валентина Данилова подала жалобу в Европейский суд по правам человека.
В 2007 году Валентин Данилов написал прошение о помиловании на имя президента России. Это решение было вызвано тем, что сам Валентин Данилов и его родные опасаются, что в связи со слабым здоровьем он может не дожить до окончания срока наказания. Еще одно обращение с просьбой о помиловании ученого подписали видные общественные деятели, политики, ученые, деятели культуры. Однако прошение было отклонено. Формальным поводом для данного решения послужило непризнание ученым своей вины.
Красноярский краевой суд не принял во внимание заключения экспертов со стороны защиты о том, что материалы, переданные физиком Валентином Даниловым китайской стороне, не являлись секретными. Ряд научно-исследовательских институтов подготовил экспертное заключение, из которого следует, что в контракте не было сведений, составляющих государственную тайну.
Экспертное заключение по ходатайству обвинения готовили Сычев и Панин (сотрудники МГТУ им. Баумана), те же люди, которые были экспертами по делу профессора МГТУ им. Баумана Анатолия Бабкина, признанного в 2003 году виновным в шпионаже. Таким образом получается, что эти эксперты равно компетентны и в физике плазмы, и в гидродинамике. Еще один из экспертов имел образование института физической культуры.
Закрытый режим процесса по делу красноярского физика не позволяет делать выводы относительно объективности суда. Кроме того, обвинения Данилова в мошенничестве можно было рассмотреть и в открытом заседании, поскольку оно само по себе не содержит секретных сведений.
Защита Данилова считает, что присяжным была предоставлена неполная информация. По ее мнению, обвинение должно было перед присяжными показать, что в контракте, который подписал Данилов, содержатся сведения, составляющие государственную тайну, а защита, в свою очередь, должна была представить доказательства, что это не так. Между тем, судья запретил защите делать это заявив, что вопросы относимости к государственной тайне - вопросы правовые, и он будет решать их единолично. Таким образом, в чем присяжные признали виновным Данилова, остается неясным.
Признание лица политзаключённым не означает ни согласия ПЦ «Мемориал» со взглядами и высказываниями признаваемых политзаключёнными лиц, ни одобрения их высказываний или действий.
Адвокаты Данилова: Елена Евменова, Анатолий Яблоков (с февраля 2005 г.) и Анна Ставицкая (с февраля 2005 г.).
Прокурор Евгений Найденов.
У Валентина Данилова слабое здоровье, в ходе предварительного следствия Данилов несколько раз направлялся в медицинские учреждения в связи с болезнью сердца, врачи неоднократно ставили ему диагноз "ишемическая болезнь" и определяли у него предынфарктное состояние.
В защиту ученого В.В. Данилова неоднократно выступали коллеги-ученые, известные юристы и правозащитники. Ведущие российские ученые-физики, среди которых семь академиков и десять членов-корреспондентов Российской Академии Наук, подтвердили, что основные результаты исследований Валентина Данилова уже давно опубликованы в открытых изданиях, а потому не могут являться государственной тайной. Лауреат Нобелевской премии академик Виталий Гинзбург назвал так называемые «шпионские дела» ученых Валентина Данилова и Игоря Сутягина «липовыми процессами, организованными определенными кругами, которые хотят заработать на этом деле капитал». Академик особо подчеркнул, что «такие процессы наносят огромный вред нашей стране».
Союз правых сил и партия "Яблоко" выразили несогласие с приговором в отношении физика Валентина Данилова и заявили о намерении добиваться его оправдания. Сторонники СПС проводили пикеты и собирали подписи в поддержку Данилова.
Правозащитные организации считают Валентина Данилова, также как и других ученых, подвергшимся преследованиям, жертвой эпидемии шпиономании, охватившей российские спецслужбы. Парадоксом является то обстоятельство, что Данилов был осужден не за передачу «секретного» стенда, а только за написание Технического задания на его создание, т.е. за декларацию о намерениях.
Инициативная группа "Общее действие" заявила, что Валентин Данилов стал очередным российским политическим заключенным. Правозащитники подчеркивают, что жертвы инспирированных ФСБ "шпионских процессов" на самом деле преследуются по политическим мотивам, и дело Данилова стало еще одним подтверждением этого.
В апреле и в октябре 2007 г. ПАСЕ дважды рассмотрела проблему ученых, осужденных по делам сфабрикованным ФСБ. Дважды принимались жесткие резолюции, с требованием освобождения незаконно осужденных ученых.
