Nel marzo del 1934 Levi trascorse due settimane in carcere, nonostante il prestigio del suo nome nel campo della medicina, perché sospettato di aver contribuito alle attività clandestine del figlio Mario e dell'allievo Sion Segre, colpevoli di aver tentato di introdurre dalla Svizzera materiali di propaganda antifascista. Sperimentò quindi sulla sua pelle l'efferatezza delle misure repressive della politica mussoliniana contro gli oppositori al regime.