Афанасьєв був затриманий 9 травня 2014 року у Сімферополі. ФСБ звинуватило Афанасьєва разом з Олегом Сенцовим, Олександром Кольченком та Олексієм Чірнієм у підготовці терактів на території Криму.

У грудні 2014 року на закритому засіданні Московського міського суду Афанасьєв був визнаний винним у тероризмі і засуджений до семи років позбавлення волі з відбуванням покарання в колонії суворого режиму.

У липні 2015 року, під час виступу на суді у справі Олега Сенцова і Олександра Кольченка як свідок обвинувачення, Афанасьєв заявив, що відмовляється від даних раніше свідчень, в яких він надав покази проти Олега Сенцова, оскільки вони були зроблені під тиском. За словами адвоката Афанасьєва, проти нього застосувалося катування і фізичне побиття.

У червні 2016 року Геннадій Афанасьєв разом з Юрієм Солошенком був обмінений на фігурантів справи про сепаратизм, українських громадян Олену Гліщінську й Віталія Діденка.

За катування, яких він зазнав у в’язницях Російської Федерації, Геннадій Афанасьєв подав позов на російське правосуддя до Європейського суду з прав людини.