16 июня, находясь в ташкентской тюрьме, Лука написал обращение, переданное из тюрьмы и распространённое среди верующих. Лука призвал свою паству оставаться верными патриарху Тихону, не посещать храмы, захваченные обновленцами, и повиноваться светской власти, «поставленной нам Богом по грехам нашим». 9 июля того же года Лука был освобождён под обязательство выехать на следующий день в Москву в распоряжение центральных органов ГПУ. Прибыв в Москву, дважды побывал у недавно освобождённого патриарха Тихона, который признал хиротонию Луки канонически законной и утвердил его назначение на Ташкентскую кафедру, а также разрешил совмещать архиерейское служение с хирургической практикой. Один раз сослужил патриарху. 24 июля Лука был арестован ГПУ и помещён в Лубянскую, а затем в Бутырскую тюрьму. 26 октября 1923 г. приговорён комиссией НКВД по административным высылкам к двум годам ссылки в Сибирь. В конце ноября отправлен по этапу в Красноярск, а оттуда в город Енисейск, куда прибыл 18 января 1924 г. Лука выполнил много сложных операций в енисейской больнице, что принесло ему широкую известность среди местных жителей. Совершал богослужения, рукополагал иереев. В марте 1924 г. Лука был арестован и в качестве наказания отправлен на три месяца в деревню Хая на реке Чуня, притоке Ангары, в 450 км от Енисейска. Возвратившись в июне в Енисейск, продолжил богослужения, за что в конце августа того же года был отправлен на Крайний Север, в село Туруханск (бывшее Монастырское) Енисейской губернии. Там Лука продолжал проповедовать и оказывать медицинскую помощь населению в местной больнице, где поставил в операционной иконы и благословлял больных. Проводил службы в храме закрытого монастыря. Пользовался большой популярностью у местного русского и туземного населения. Многие верующие благодаря ему вернулись из обновленчества в каноническое православие. Местные власти обвинили Луку в «измышлении и распространении в контрреволюционных целях ложных слухов; отправлении в госучреждении религиозных изображений». 7 декабря 1924 г. Лука был направлен для дальнейшего прохождения ссылки в станок Плахино, в 230 км за Полярным кругом. В апреле 1925 г. по требованию местных жителей, нуждавшихся в медицинской помощи, власти были вынуждены вернуть Луку в Туруханск для работы в больнице. После окончания срока ссылки в начале февраля 1926 г. Лука вернулся в Ташкент, вступил в управление Ташкентской и Туркестанской епархией. Сумел преодолеть конфликт между сторонниками и противниками епископа Мелхиседека (Аверченко), тайно хиротонисанного епископом Андреем (Ухтомским) для общин Туркестанской епархии. В своём отчёте заместителю патриаршего местоблюстителя митрополиту Сергию (Страгородскому; с 1943 г. – Патриарх Московский и всея Руси) о положении дел в епархии Лука высоко оценил способности епископа Мелхиседека (Аверченко), которого хотел видеть своим викарием. В октябре того же года митрополит Сергий (Страгородский) назначил епископа Мелхиседека (Аверченко) на новоучреждённую викарную кафедру в город Пишпек (ныне Бишкек, Киргизия).