与此同时，刘光典一直坚信革命会成功，无论环境多艰苦、形势多严峻，他始终保持着革命斗志。1954年2月，国民党特务经过近4年的追踪，最终抓获掩护刘光典和王耀东的中共地下党员张璧坤等多人。2月9日，这个组织的成员胡沧霖向特务交代：“民国三十九年三月，一个叫王耀东的曾带来一个中共重要人物到这里隐蔽，至今还藏在附近的深山里。”敌人得到这一重要的线索后，立即组织大量军警人员，经过24小时搜捕，于2月l3日，在台南与高雄的交界处沟坪，将刘光典与王耀东抓获。被捕后，敌人对刘光典的评价是：“匿居山间，掘地为穴，过着长年类似原始生活，仍执迷不悟，继续从事反动宣传，由此可见其思想受毒之深。”
　　根据国民党方面保存的照片，父亲与台湾籍地下党员王耀东，多年来就生活在海拔1000多米的一个洞穴里，此洞穴口宽50厘米、高40厘米，洞里仅长110厘米、宽170厘米。父亲就是在这样的艰苦环境中坚持斗争。
　　本刊记者：国民党特务抓获刘光典后，策划、实施了一个恶毒的离间计，制造他叛变投敌的假象。这种情况对任何一个革命者都是最严峻的考验，没有崇高的理想，没有坚强的意志，是很难过这一关的。这也是刘光典烈士事迹中最为震撼人心的地方。
　　刘玉平：从我父亲第二次赴台，到他在台南被捕，4年时间里，组织上一直没有他的任何消息。直到1954年2月下旬的一天，中共驻香港人员得到刘光典已叛变的消息。不久后，又发现刘光典在香港公开露面并发表反共言论。那时，由于条件限制，党的有关部门得到这一情况后，虽一时无法做出正确判断，但是又不能不采取防范措施。这就使得我们一家受到很大影响，不仅从钱粮胡同搬到北新桥王大人胡同观音寺21号（现前永康一巷2号）的一间很小的房子里去住，而且全家的生活状况也大不如前。1955年秋天，我母亲也因心脏病去世，家里就剩下我们几个孩子。