Tháng 9 năm 1977, vì có liên quan đến việc phổ biến hai bài tham luận của Tổng Giám mục Nguyễn Kim Điền với nội dung lên án chính quyền Việt Nam "chủ trương tiêu diệt tôn giáo", Linh mục Nguyễn Văn Lý bị bắt và kết án 20 năm tù với tội danh "chống phá cách mạng" và bị giam tại Thừa Phủ (Huế).

Tháng 12 năm 1977, Linh mục Nguyễn Văn Lý được mãn hạn tù nhưng không được phép thi hành nhiệm vụ linh mục.

Tháng 7 năm 1978 Toà Tổng Giám mục Huế can thiệp với chính quyền tỉnh Thừa Thiên và đưa Linh mục Nguyễn Văn Lý về làm linh mục quản xứ Đốc Sơ, thuộc xã Hương Sơ, huyện Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên.

Tháng 1 năm 1983 chính quyền tỉnh Thừa Thiên ra quyết định trục xuất Linh mục Nguyễn Văn Lý khỏi giáo xứ Đốc Sơ, lý do vì linh mục không chấp hành lệnh cấm của chính quyền tỉnh, tiếp tục việc dạy giáo lý trong giáo xứ.

Tháng 5 năm 1983, Linh mục Lý bị bắt và kết án 10 năm tù và 4 năm quản chế với tội danh "gây rối trật tự xã hội". Linh mục Lý bị đưa về giam tại Thanh Cẩm (Thanh Hóa) và Ba Sao (Nam Hà).

Tháng 7 năm 1992, Linh mục Lý được trả tự do và cho về cư ngụ tại Tòa Giám mục Huế, nhưng bị cấm không được làm nhiệm vụ linh mục.

Tháng 11 năm 1994, Linh mục Lý đã công bố "Tuyên ngôn 10 điểm về vấn đề tự do tôn giáo tại Việt Nam".

Năm 1997, Linh mục Lý về nghỉ dưỡng bệnh tại giáo xứ Nguyệt Biều của linh mục quản xứ Trần Văn Quý.

Ngày 24 tháng 11 năm 2000, Linh mục Lý phổ biến bản "Tuyên ngôn về thực trạng Giáo hội Công giáo tại giáo phận Huế"[cần dẫn nguồn] và lời kêu gọi "Chúng tôi cần có tự do tôn giáo thật sự tại Việt Nam"[cần dẫn nguồn].

Ngày 5 tháng 2 năm 2001, Toà Tổng Giám mục Huế thuyên chuyển Linh mục Nguyễn Văn Lý về làm linh mục quản xứ An Truyền thuộc xã Phú An, huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế.

Ngày 26 tháng 2 năm 2001, Ủy ban Nhân dân tỉnh Thừa Thiên Huế đã ra quyết định quản chế hành chính 2 năm đối với Linh mục Nguyễn Văn Lý tại xã Phú An vì lý do "sử dụng tòa giảng để kích động giáo dân chống phá chính quyền"[cần dẫn nguồn].

Ngày 19 tháng 10 năm 2001, toà án nhân dân tỉnh Thừa Thiên Huế đã xét xử và tuyên án Linh mục Nguyễn Văn Lý 15 năm tù giam, 5 năm quản chế tại địa phương nơi cư trú về hai tội "phá hoại chính sách đoàn kết" và "không chấp hành quyết định hành chính của cơ quan nhà nước có thẩm quyền về việc quản chế hành chính" (Điều 87 và 269 Bộ Luật Hình sự). Linh mục Lý sau đó bị đưa về giam tại Ba Sao (Nam Hà)[cần dẫn nguồn].

Ngày 8 tháng 12 năm 2002, Linh mục Nguyễn Văn Lý và Hòa thượng Thích Quảng Độ được trao Giải Nhân quyền Việt Nam của Mạng lưới Nhân quyền Việt Nam.

Ngày 26 tháng 6 năm 2004, Linh mục Lý được trao Giải Shalom khiếm diện tại Đại học Công giáo Eichstätt-Ingolstadt (Đức)[cần dẫn nguồn].

Tháng 2 năm 2005, Linh mục Lý được giảm án và được đặc xá. Theo lời của giới hữu trách thì ông ta đã "biết lỗi" và "hối hận". Có tin cho rằng khi ở trong tù, ông đã viết một bức "Tâm thư" bày tỏ sự hỗi lỗi của mình.[cần dẫn nguồn]

Ngày 8 tháng 4 năm 2006, Linh mục Lý đã thành lập "Khối 8406", cùng với một số người biên soạn nhiều tài liệu có nội dung chống lại chính quyền và kêu gọi tẩy chay cuộc bầu cử quốc hội vào năm 2007.[cần dẫn nguồn]

Ngày 22 tháng 8 năm 2006, Linh mục Lý đã cùng ký tên vào bản công bố của "Khối 8406" về "Tiến trình dân chủ hoá Việt Nam"[cần dẫn nguồn].

Ngày 8 tháng 9 năm 2006, Linh mục Lý đã công bố "Tuyên bố nhân dịp đảng Thăng Tiến Việt Nam công bố tự thành lập tại Việt Nam ngày 8-9-2006"[cần dẫn nguồn]. Ông cùng với một số người thành lập Đảng Thăng Tiến Việt Nam[cần dẫn nguồn] và liên kết với Đảng Vì Dân cùng với một số tổ chức chính trị ở nước ngoài, thành lập "Liên Đảng Lạc Hồng".

Ngày 20 tháng 5 năm 2016, Linh mục Lý được trả tự do sau khi bị giam giữ ở trại giam Nam Hà, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam. Ông về cư ngụ tại Tòa Giám mục Huế.