W maju 2016 został zatrzymany przez funkcjonariuszy Agencji Bezpieczeństwa Wewnętrznego. Przedstawiono mu zarzuty szpiegostwa na rzecz rosyjskiego oraz chińskiego wywiadu cywilnego, w tym poprzez udział w spotkaniach operacyjnych z osobami kontaktowymi i przyjmowanie zadań operacyjnych celem propagowania rosyjskich interesów, za co miał otrzymywać wynagrodzenie; następnie decyzją sądu został tymczasowo aresztowany. Tymczasowe aresztowanie było następnie przedłużane. W kwietniu 2018 prokurator skierował do sądu akt oskarżenia w tej sprawie. W maju tegoż roku grupa robocza ONZ ds. arbitralnych zatrzymań zaapelowała do polskich władz o zwolnienie Mateusza Piskorskiego, wskazując, że w jej opinii pozbawienie go wolności było niezgodne z przepisami Powszechnej deklaracji praw człowieka. Proces w sprawie polityka rozpoczął się w kwietniu 2019. W następnym miesiącu, po uiszczeniu 200 tysięcy złotych poręczenia majątkowego, uchylono tymczasowe aresztowanie. W okresie przebywania w areszcie śledczym według Mateusza Piskorskiego wspierali go i działali na rzecz jego uwolnienia m.in. Kornel Morawiecki, Janusz Korwin-Mikke, Grzegorz Braun i Piotr Ikonowicz.