不知如何处置，遂将情况上报。在周恩来的亲自批示下，1969年年底，叶企孙被放出监狱，由北大红卫兵组织对其实行“隔离审查”。也就是说，中央军委专案组历时一年半未能搞清的案情，将由神通广大的红卫兵小将们来完成。叶企孙出了监狱又步入地狱，从此落入红卫兵手中，经受更严酷的煎熬。经过一阵乱拳加乱棍的摔打锤炼，叶企孙病情再度加重，前列腺肥大，小便失禁，两腿肿胀难以站立。偶尔走动，腰弯成九十度，似一根弯曲的枯木在风雨中摇晃。再后来，叶的神经彻底崩溃，成了一个胡言乱语的疯子。
日夕凉风至，闻蝉但益悲。自1969年出狱始，叶企孙每月只能领50元工资，吃饭穿衣皆不能足，生活凄惨。当看管的红卫兵稍微放松一点，叶本能地溜出来在中关村一带的小摊上讨吃讨喝儿，嘴里不住地咕囔着别人很难听懂的话语。当时中科院有几个研究所已迁往北大校园所在的中关村一带，不少与叶熟悉的朋友见到了下列一幕惨不忍睹的情景：叶企孙头发花白，弓着背，整个身子呈九十度直角状，穿着一双破棉鞋，踯躅街头，间或踽踽前行。有时来到一家店铺小摊，或买或向摊主伸手索要一二个明显带有虫咬疤痕的小苹果，过走边津津津有味地啃着，碰到教授模样或学生打扮的人，便伸出一只枯干的手，说：“你有钱给我几个”。所求不过一二角而已！望者无不为之潸然。
1972年，海外友人任之恭、赵元任和学生辈人物林家翘、戴振铎、杨振宁等著名学者陆续回国观光时，曾分别向有关部门请求探望叶企孙，均被对方以各种说辞婉拒。几位不明内里的书呆子于失望之中又不甘心，设法躲开陪同人员的掌控，悄悄向北大校园家属区探听消息，但复被有关方面发现并加以劝阻。就在海外学人几番探询未果之时，却意外从清华园得到了叶企孙好友、一代建筑学大师梁思成撒手归天的消息。