محمد نوری زاد پیش از دستگیری خود سه نامه برای رهبر جمهوری اسلامی نوشته و منتشر کرده بود. در این نامه ها از آقای «خامنه ای» که با عنوان «پدر» از او یاد می کرد خواسته بود تا تغییری در سیاست‌های خود در نحوه برخورد با معترضان بدهد.

در پی انتشار این نامه ها و در ۲۹ آذر ۱۳۸۸ محمد نوری زاد پس از مراجعه به دادسرا در پی احضار تلفنی، به اتهام «توهین به مسئولان و تبلیغ علیه نظام» بازداشت شد. در حکم دادگاه بدوی به سرپرستی قاضی پیرعباسی، قاضی شعبه ۲۶ دادگاه انقلاب، آمده‌است که آقای نوری زاد به اتهام «فعالیت تبلیغی علیه نظام و تخریب چهره سی ساله نظام» به یک سال حبس تعزیری، به اتهام توهین به آیت الله خامنه ای به دو سال حبس تعزیری، به اتهام توهین به آیت‌الله صادق لاریجانی رئیس قوه قضائیه، به ۹۱ روز حبس تعزیری، به اتهام توهین به محمود احمدی نژاد  رئیس جمهور، به ۹۱ روز حبس تعزیری و به اتهام توهین به سید احمد علم الهدی امام جمعه مشهد به تحمل ۵۰ ضربه شلاق محکوم شد.

در نخستین روزهای سال ۱۳۸۹ بیش از چهل نفر از سینماگران و نویسندگان ایرانی در نامه‌ای سرگشاده خواهان آزادی  محمد نوری‌زاد و«جعفر پناهی» شدند.

در روز سه شنبه ۲۸ اردیبهشت ۱۳۸۹ محمد نوری زاد توسط ماموران زندان به بهانهٔ هواخوری از سلول خارج شده و سپس ۵ نفر از عوامل امنیتی اوین بر سر ش  ریخته و او را مورد ضرب و شتم قرار دادند به طوریکه ضربه شدیدی که به سر او وارد آمد، توسط پزشک زندان ضربه مغزی تشخیص داده شد و بر اثر این ضربه بینایی وی مختل شد. نوری زاد بعد از این عمل ماموران زندان اوین به اعتصاب کامل آب و غذا دست زد.

محمد نوری زاد پس از دستگیری و صدور حکم زندان و شلاق نیز نامه چهارم خود را نوشت. در روز نهم خرداد ۱۳۸۹ پنجمین نامه او به علی خامنه‌ای در چند وب‌سایت منتشر شد. 10 خرداد 89 رسانه ها از تایید حکم صادر شده برای وی در دادگاه تجدید نظر که در شعبه 54 دادگاه انقلاب تشکیل شده بود خبر دادند.

محمد نوری زاد در تاریخ سوم تیرماه 89 پس از تحمل شش ماه زندان (صد و نود روز حبس و هفتاد روز انفرادی) با قرار وثیقه ی 300 میلیونی به مرخصی آمد. وی همچنین در ۲۰ مرداد ماه ۱۳۸۹ نامه دیگری را که خود از آن به عنوان آخرین نامه به خامنه‌ای یاد می‌کند در وبگاه خود منتشر کرد. در این نامه محمد نوری زاد با ذکر نزدیک بودن مرگ خامنه‌ای از مجموعه شکایات مردم ایران که در قیامت از او خواهد شد نوشت.

 پیرو این نامه، محمد نوری زاد در تاریخ ۲۷ مرداد ۱۳۸۹ به زندان اوین فراخوانده شده و در خصوص انتشار نامه های مذکور تذکر دریافت نمود. سی امین نامه ی نوری زاد به سید علی خامنه ای در تاریخ 11 بهمن 89 و در وب سایت شخصی اش منتشر شد.

در طول پنج سال گذشته محمد نوری زاد برای باز پس گرفتن اموال خود از نیروهای اطلاعات سپاه در محل های مختلف که آنها را «قدمگاه» می خواند دست به تحصن زده و بارها از سوی نیروهای امنیتی و اطلاعات سپاه مورد ضرب و شتم قرار گرفته است.  او که پس از رسیدن به برخی از خواسته‌ها و اموال توقیف‌شده‌اش به تحصن خود در مقابل وزارت اطلاعات پایان داده بود، روز دوشنبه ۱۳ مرداد93 با پوشیدن کفنی منقش به تصویر گوهر عشقی، مادر ستار بهشتی و پرچمی قرمزرنگ در دست، به مقابل سفارت سابق امریکا در «خیابان طالقانی» رفت و خواهان پس دادن باقی اموال توقیف‌شده‌اش توسط سپاه پاسداران شد. 

او در اغلب تجمعاتی که برای مطالبات مردمی برقرار می شود یکی از اعضای کلیدی است. در تجمع ها به همراه محمد ملکی، نسرین ستوده، نرگس محمدی و گوهر عشقی، مادر ستار بهشتی وبلاگ نویس کشته شده در زندان اوین حضور داشته و در خلال این مراسم بارها مورد آزار قرار گرفته است. در یکی از این اقدامات در مهرماه 93 در حالی که پیشتر اعلام کرده بود که در کوچه ی اختر و محل حصر خانگی میرحسین موسوی و زهرا رهنورد قدم خواهد زد. از ناحیه چشم هدف ضرب و شتم نیروهای امنیتی قرار گرفت. محمد نوری‌زاد ۵ عکس را ازهجوم نیروهای امنیتی ثبت و برای فردی ارسال کرد و پس از مدتی بازداشت شد.

«اباذر نوری زاد» پسر محمد نوری زاد به سایت «سحام نیوز» گفته بود پدرش پس از ضرب و شتم به کلانتری منتقل و قرار است به دادسرای اوین اعزام شود. فردای این روز یعنی 20 مهرماه 93 محمد نوری زاد با قرار دادن یادداشتی کوتاه بر روی فیسبوکش اعلام کرد که آزاد شده است.

در تاریخ 6 آذر 93 وبسایت جرس از تصادف شدید محمد نوری زاد خبر داد. نوریزاد ماجرای تصادف را بدین شکل در صفحه فیس بوکش شرح داد :«صبح ساعت ده، در راه بندانِ میدان توحید توقف کرده بودم. یک کامیونِ ترمز بریده با سرعت از پی آمد و محکم به اتومبیل من کوفت. سرم به ستون اتاق خورد و بیهوش شدم. پانزده دقیقه بعد وقتی به هوش آمدم پلیس ها آمده بودند و مأموران اورژانس نیز. کامیونِ زباله بعد از درهم کوفتن اتومبیل من، به حاشیه خیابان پناه برده بود. از اتومبیل من هیچ نماند. کشان کشان بردیمش پارکینگ. می گویم: من هنوز زنده ام. همین آیا مهم نیست؟»

محمد نوری‌زاد ۲۱ خرداد 1398 همراه با ۱۳ نفر دیگر از کنشگران مدنی در ایران، بیانیه‌ای مشترک مبنی بر ضرورت استعفای علی خامنه‌ای از رهبری جمهوری اسلامی را امضا کردند. فعالان در این بیانیه نوشته شده: «وقت آن رسیده که مردم، فعالان، و اندیشمندان دلسوز با کنار گذاردن تمایلات مصلحت‌جویانه‌ای که اسباب نابودی فرهنگ و تمدن و ثروت کشور را فراهم آورده، با صراحت تمام پای به میدان گذارده و با درخواست تغییر بنیادین قانون اساسی و استعفای رهبری که هر روز بر حدود اختیارات به ناحق خود می‌افزاید، پیش‌قراول این حرکت ملی باشند.»

همین نامه باعث شد تا امضاکنندگان این نامه بازداشت شوند و محمد نوری‌زاد نیز 22 مرداد 1398 در مشهد بازداشت شد. سپس بعد از گذشت 6 ماه بازداشت موقت، دادگاه، حکم 15 سال زندان و 3 سال تبعید و 3 سال ممنوع‌الخروجی را برای محمد نوری‌زاد صادر کرد، تا او همچنان در زندان بماند.

اتهامات محمد نوری‌زاد در دادگاه؛ «عضویت در گروه‌های مخالف نظام به قصد برهم زدن امنیت کشور»،‌ «فعالیت تبلیغی علیه نظام» و «تاسیس و اداره کانال تلگرامی به قصد برهم زدن امنیت کشور» شمرده شده است. او در حال حاضر دوران محکومیت خود را در «زندان وکیل‌آباد» مشهد سپری می‌کند.

نوری‌زاد در اردیبهشت سال 1399 و در اعتراض به وضعیت وخیم زندان وکیل‌آباد مشهد و همچنین حکم صادرشده برای او، رگ دستش را زد تا خودکشی کند، اما به بیمارستان منتقل شد و زنده ماند. او همچنان در زندان است.

این حکم صادرشده، در شعبه ۳۵ دادگاه تجدیدنظر استان خراسان رضوی عینا تایید شد.

این روزنامه‌نگار سابق در طول زندان به دلیل عدم رسیدگی پزشکی و انتقال او به بیمارستان برای مداوای قلبش مجبور به چندبار خودزنی شد. 

روز 18 اسفند 1399 «محمدحسین آقاسی» وکیل محمد نوری‌زاد به «خبرنگاری جرم نیست» گفت که این روزنامه‌نگار و مستندساز، در سالن ملاقات زندان اوین و مقابل همسرش، با یک شی نوک‌تیز اقدام به بریدن رگ گردن و دست خود کرده است. این حرکت در اعتراض به عدم انتقال او به بیمارستان برای مداوا بیماری قلبی‌اش بوده است.

همچنین «زینب نوری‌زاد» دختر محمد نوری‌زاد روز پنج‌شنبه 2 اردیبهشت 1400 طی یک فایل صوتی که در شبکه‌های اجتماعی منتشر کرد، خبر داد که پدرش چند روز پیش پس از بی‌هوش شدن در زندان، به «بیمارستان لقمان» منتقل شده است و در آن‌جا به او هشت آمپول‌ نامشخص زده‌اند و پدرش هم نمی‌داند که این آمپول‌ها برای چه به او تزریق شده است.

در ادامه محمد نوری‌زاد پس از بازگشت به زندان، از رییس زندان خواسته برای بررسی آمپول‌های مشکوک به پزشک قانونی منتقل شود که از این کار سرباز زده شده است. 

زینب نوری‌زاد وضعیت پدرش را در فایل صوتی نگران‌کننده توصیف کرد و گفت: «ما خیلی نگرانیم که آمپول‌ها آثار بدی داشته باشند. ما فکر می‌کنیم که آنها با این آمپول‌های نامشخص خواسته‌اند پدرم را از پا دربیاورند.»