Noch bevor die Londoner Sunday Times Vanunus Hinweise nach gründlicher Prüfung durch den britischen Atomexperten Frank Barnaby in einem Artikel am 5. Oktober 1986 veröffentlichte, wurde Vanunu am 30. September 1986 unter Zuhilfenahme eines weiblichen Lockvogels des israelischen Geheimdienstes Mossad nach Rom gelockt, entführt und von dort per Schiff nachAshdod in Israel gebracht. Die Agentin ist eine Amerikanerin namens »Cindy Hanin Bentov« (siehe Cheryl Ben Tov). Sie lebt heute in Orlando. Die Entführung erfolgte ohne Einverständnis des Gastlandes Italien.
Sechs Wochen lang leugnete die Regierung, etwas über Vanunus Verbleib zu wissen, bis es ihm gelang, aus einem Polizeibus heraus Journalisten eine Nachricht zukommen zu lassen, indem er eine heimlich auf seine Handinnenfläche geschriebene Nachricht »Vanunu M – was hijacked – in Rome ITL – 30.9.86 – came to Rome – by BA Fly 504« an die Fensterscheibe hielt. WegenLandesverrats und Spionage wurde er zu 18 Jahren Gefängnis verurteilt, von denen er etwa 11 Jahre in Isolationshaft verbrachte.