19 października 1920 r. został aresztowany przez czekistów w swoim mieszkaniu w Moskwie. Po dwóch przesłuchaniach przeprowadzonych w pierwszych dniach po zatrzymaniu nie był już przesłuchiwany ponownie. Oskarżono go o udział w antyradzieckiej organizacji podziemnej i współpracę z Denikinem w 1919 r. W więzieniu ciężko zachorował. W grudniu 1921 r. został zwolniony.
Według części badaczy od 1921 r. był tajnym agentem Czeka-OGPU. Prawdopodobnie dzięki zgodzie na współpracę z Czeka został zwolniony z więzienia. Odegrał istotną rolę w operacji operacji Trust. Również z lat 1930–1931 opierała się na materiałach operacyjnych otrzymanych wcześniej od Zajonczkowskiego, a także od jego córki, Olgi Andriejewny Zajonczkowskiej-Popowej.
W latach 1922-1926 był wykładowcą w Akademii Wojskowej im. Michaiła Frunzego, w ówczesnej Katedrze Historii Wojny Światowej.
Zmarł w Moskwie. Został pochowany na cmentarzu przy monasterze Nowodziewiczym, w pobliżu murów soboru Smoleńskiego. Grób znajduje się niedaleko grobu generała Aleksieja A. Brusiłowa, który jest położony po przeciwnej stronie soboru.