После того как агенты нажали "тревожную кнопку" и к бункеру прибыла опергруппа во главе с майором Григорием Клименко, старший оперуполномоченный 1-го отдела 4-го Управления КГБ УССР лейтенант Валентин Агеев и оперуполномоченный лейтенант Кирилюк обыскали задержанных. Ульяна попросила свитер: "Если вы боитесь, что приму яд, то он в жакете". Им дали умыться, на Кука набросили фуфайку. "Нет ли вина?", — вдруг попросил "Лемиш". Когда спиртного не оказалось, иронично заметил: "Эх, люди-люди, как вам не совестно. Такой момент, и чарки вина немає"».
Зимовки под землёй и постоянное психологическое напряжение не прошли даром. При осмотре в поликлинике КГБ врачи выявили у Кука миокардиодистрофию, гипопластический гастрит, астению нервной системы и язву двенадцатиперстной кишки. На допросе в июле 1954 г. Ульяна Крюченко («Оксана») так охарактеризовала мужа: «"Лемиша" я узнала, как человека сильной воли, энергичного, выносливого и большой конспирации, также, как человека простого нрава. Шумного общества не любит, оно его тяготит. Но дружескую беседу с отдельными людьми любил проводить. Шика не любит, но аккуратность его основная черта. С деньгами был всегда рачителен и учил бережливости подчинённых. К своим подчинённым относился с высокой требовательностью, но по-товарищески. Любил правдивость. Если увидит, что кто-то ему соврёт, он никогда больше к нему не будет иметь полного доверия и чувствует отвращение».
Они познакомились в начале Второй Мировой войны на Днепропетровщине, на родине Ульяны, куда Василий прибыл с походной группой ОУН. Обвенчались же в 1944 г. на Волыни, где Ульяна оказалась покинуть Днепропетровск перед наступлением советских войск. «Становясь его женой, я не знала ни его фамилии, ни имени», — свидетельствовала Ульяна. После женитьбы Кук добился, чтобы она вышла из подполья и жила на легальном положении. На допросах Кук давал показания о прошлом националистического движения и его современном состоянии, структуре ОУН(б) и функциях её референтур, о своём участии в борьбе за независимость Украины. Он давал характеристики лидерам движения сопротивления и закордонных центров ОУН и рассказывал об их взаимоотношениях со спецслужбами Англии и США.
Захват Кука держался в строжайшем секрете. Официально его розыск продолжался, и о захвате знали лишь несколько сотрудников КГБ и руководство ЦК КПУ Руководители КГБ СССР и УССР разрабатывали планы по его использованию для «морально-политического разгрома националистических центров за кордоном и разложения оуновских элементов внутри страны» и для «демонстрации полной ликвидации подполья». Рассматривалась также возможность использования «Лемиша» для установления контактов с ЗП УГОР и внедрения туда агентуры.
По данным Д. Веденеева, 20 июня 1954 г. В. Кук, после бесед с начальником 3-го отдела 4-го управления КГБ УССР Николаем Зубатенко, представил «соображения» о нейтрализации остатков подполья, выказав уверенность, что мероприятия советской власти приведут к упадку националистического движения. «Лемиш» предложил добиться объединения националистов в единый политический центр за рубежом, а во главе его поставить В. Галасу, о задержании которого догадывался, а также предлагал отправить в Германию его самого для проведения такого «объединения».
С участием В. Кука 26–27 ноября 1954 г. в Рогатинском районе Станиславской области сапёры выкопали 7 бидонов документов, включая адреса, шифры и коды для переписки с закордонными центрами ОУН в разных странах и перечень задач подполью по сбору разведывательной информации о советском военном потенциале, присланных Н. Лебедем. Однако Кук долго не раскрывал содержания обнаруженных лично его записей и отказывался называть места укрытия оставшихся подпольщиков. Ссылаясь на тяжёлое моральное состояние, он неоднократно обращался к своим «кураторам» с просьбами об улучшении условий содержания. Такие просьбы удовлетворялись.
У чекистов вызывало опасение душевное состояние его жены. Как докладывали оперативники и служба «прослушки», Ульяна («88-я») «пребывает в депрессии, не интересуется судьбой ребёнка, апатична и часто смеётся наедине с собой». Вечером 20 декабря 1954 г. Куку в присутствии оперативников дали возможность отметить с женой день её рождения. Подарком от КГБ стала коробка конфет, и это неподдельно растрогало Ульяну. Она радовалась встрече с мужем, хотя и жаловалась, что её допрашивают на русском языке. «Праздник» в целом удался, супруги посмотрели по телевизору румынский и японский фильмы. Кук был сильно возбуждён и не спал в своей камере до 3 часов ночи.
8 февраля 1955 г. В. Кука этапировали в Москву, где он находился по 17 марта. С ним «работали» специалисты «по буржуазным и украинским националистам» из КГБ СССР. С апреля 1955 г. Куку с женой позволили проживать в одной камере. «Прослушка» фиксировала жаркие ночные споры — Ульяна категорически отказывалась отречься от своих убеждений, а муж уговаривал её вести себя гибко и благоразумно.
В мае 1955 г. Кук написал «Декларацию» о политическом признании победы советской власти и вскоре добился освобождения находившихся на спецпоселении своих родственников и родственников жены. Из Мордовии вернулся в родное село его отец, а из Иркутской области — мать.
На содержание супружеской пары выплачивали суточные, а также выдавали деньги на приобретение одежды и диетическое питание. Ульяну возили за покупками в Дарницкий универмаг. Супругам предоставили квалифицированную медицинскую помощь, показывали «идейно выдержанные» фильмы и хронику, водили в музеи Ленина и Шевченко, в зоопарк, возили на предприятия и в передовые колхозы. Перечень объектов, утверждённых руководством УКГБ для «перевоспитания бандоуновцев», был стандартным и включал ДнепроГЭС, Харьковский тракторный, шахты Сталино, металлургию Запорожья, колхозы Киевщины, а также Лавру, Софию Киевскую, Аскольдову могилу. Что касается Кука, то он посетил все регионы Украины и даже заповедник Аскания-Нова.
Однако «перевоспитания» не произошло. Все попытки «оперативного использования» «Лемиша» не привели к ожидаемым результатам. В октябре-ноябре 1957 г. председатель КГБ УССР В. Никитченко на личных встречах предлагал «300-му» написать книгу, разоблачающую политическую эмиграцию. Кук требовал изменить условия содержания и амнистию, высказывал опасения, что его расстреляют сразу же после публикации этой книги. Книгу он не написал, хотя условия содержания супружеской четы улучшили: камеру оборудовали радиоточкой, узники стали получать несколько газет и журналов. В августе 1959-го супругов поселили в особняке КГБ в районе Нивок, в обществе «куратора» из КГБ.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 июля 1960 г. № 139/82 Василий Кук и его супруга были помилованы с освобождением от уголовной ответственности. Указ гласил: «Учитывая желание бывшего руководителя "Организации украинских националистов" Кука искупить свою вину перед Советским государством патриотической деятельностью в пользу Родины — удовлетворить ходатайство Комитета госбезопасности Украины о распространении» на него и Крюченко Ульяну Никифоровну Указа Президиума Верховного Совета СССР от 17 сентября 1955 г. об амнистии советских граждан, сотрудничавших с оккупантами в период Великой Отечественной войны 1941–1945 годов».
21 июля Василий Кук и Ульяна Крюченко были освобождены из мест заключения, а сын — из детского дома. Семье предоставили двухкомнатную квартиру в Киеве. Им выдали 1000 рублей на обзаведение хозяйством и выделили охрану «в целях недопущения возможности совершения со стороны националистических элементов провокационных действий».
После освобождения Кука КГБ Украины прекратил ставшие «политически невыгодными» оперативные радиоигры от имени захваченных эмиссаров с закордонными центрами ОУН и иностранными разведками. Широкое обнародование в СМИ факта их ведения произвело ошеломляющий эффект. На членов ОУН за рубежом и на украинскую диаспору в целом произвело большое впечатление также обращение Кука к украинцам в эмиграции.
19 сентября 1960 г. Василий Степанович зачитал своё обращение по радио. Заканчивалось оно так: «Друзья! Не связывайтесь ни с какой деятельностью против нашего народа, не позволяйте себя дальше обманывать и использовать в чужих для вас самих и вашего народа интересах. Всю свою деятельность в эмиграции направляйте на то, чтобы не закрывать себе путь на родину! С искренним приветом и уважением — Василь Кук».
Это обращение неоднократно ретранслировали по радио и опубликовали в газете «Вісті з України», которую издавали в Киеве для украинской диаспоры. (В это время около 200 бывших членов ОУН выступили в СМИ с «покаянными» заявлениями.)
Однажды, уже после провозглашения независимости Украины, Василия Кука спросили о том его обращении. «Даже в 1954 году мы могли бы, при желании, пополнить наши силы молодёжью, преданной нам, — сказал он тогда. — Однако в то время мы пытались уже не привлекать их в подполье, подвергая угрозе смерти, казни, а оставляли молодёжь на легальном положении, чтобы они работали на будущее Украины. Это письмо было моим обращением к тем руководящим деятелям ОУН за границей, которые уже плохо себе представляли реальное положение на тогдашней Украине. Это новые ненужные жертвы, потому что подпольная работа уже себя исчерпала. Продолжать подпольную борьбу в тех условиях было нецелесообразно. И я об этом говорил».
Длительное время после освобождения Василий Кук находился «под наблюдением» органов КГБ. Отношения Василия Кука с органами КГБ в этот период характеризует докладная записка председателя КГБ УССР Виталия Федорчука первому секретарю ЦК Компартии Украины Владимиру Щербицкому от 14 ноября 1974 г.: «Сразу после освобождения Кук отказался от написания каких-то статей против украинских националистов и при этом потребовал, чтобы органы КГБ освободили из мест заключения ряд участников бандоуновского подполья, вернули из спецпоселений всех его родственников и др. Эти просьбы Кука были выполнены. Всё это не произвело должного влияния на Кука, сотрудничать с органами КГБ он не стал. Будучи националистом-фанатиком и твёрдо оставаясь на предыдущих вражеских позициях, он предал предыдущие обещания. Никаких статей и других материалов против украинских националистов получить от него в течение более 10 лет так и не удалось…В процессе наблюдения за Куком зафиксирован ряд фактов, которые дают основания считать, что он мог использовать освобождение от уголовной ответственности и последующее пребывание на свободе для продолжения антисоветской деятельности и совершения других преступлений».