Wymiana więźniów Podczas prowadzenia przez Związek Radziecki międzynarodowej akcji na rzecz jego uwolnienia, w 1976 Andriej Sacharow zaproponował wymianę Corvalana na słynnego radzieckiego więźnia politycznego dysydenta Władimira Bukowskiego. Wymiana została przeprowadzona w przeddzień 70-lecia Leonida Breżniewa, co było komentowane jako prezent urodzinowy dla sekretarza generalnego KPZR. Po wymianie Corvalán otrzymał azyl polityczny w ZSRR. Zamieszkał w Moskwie w państwowym lokalu. Nie znał rosyjskiego i nie nauczył się go do końca pobytu, korzystał stale z towarzystwa służbowego tłumacza – ujawnił to w kilku wywiadach udzielonych prasie rosyjskiej po upadku ZSRR.
W sierpniu 1983 nielegalnie wrócił do Chile na mocy tajnego postanowienia Biura Politycznego KC KPZR. Przed powrotem poddał się trzem operacjom plastycznym twarzy przeprowadzonym w Centralnym Szpitalu Kremlowskim. Po otrzymaniu fałszywej tożsamości kolumbijskiego profesora drogą lotniczą poprzez Budapeszt dotarł do Buenos Aires, skąd drogą lądową nielegalnie przedostał się do Chile, gdzie ukrywał się przez sześć lat, do upadku dyktatury Pinocheta.