После кампании взрывов бомб и грабежей Майнхоф был арестована на одной квартире в июне 1972 года. В тюрьме она записала, что у нее такое чувство, будто ее «голова взрывается», будто макушка ее черепа готова «расколоться и оторваться», а спинной мозг придавлен к головному мозгу. После нападения на тюремщика, она написала самокритическое замечание за это нарушение дисциплины RAF:
«Я стукнула тут одного легавого по голове туалетным ершиком. Все то же самое старое дерьмо: Я думала только о себе - хотела выпустить пар в драке - самокритика: я не думала о последствиях, как легавые могли бы использовать это против RAF».
В 1974 году Майнхоф участвовала во всех четырех голодовках заключенных RAF. Однако Баадер, Энслин и она тайно получали еду согласно их местам в иерархии RAF, в то время как другие заключенные RAF умерли от голода. Тут снова можно заметить самовлюбленность даже у явных идеалистов, таких как Майнхоф. Будь то Мао Цзэдун, правящий Китаем и живущий в свинской роскоши, в то время как его народ голодает, или немногочисленные лидеры культов, ставящие себя в привилегированное положение выше своих последователей, социопатия тут отличается только в зависимости от степени влияния.
Майнхоф в ноябре 1974 года была приговорена к восьми годам тюрьмы. Намереваясь написать историю RAF, она оставалась разрушенной неуверенностью в себе, и даже теперь верила, что все еще не полностью порвала с истеблишментом. В 1974 году Майнхоф была среди пяти лидеров RAF, обвиненных в пяти убийствах, на судебном процессе, продолжавшемся два года, и все это время независимые ячейки RAF продолжали действовать. Ее отношения с Энслин, с которой она сидела в тюрьме, за эти четыре года настолько ухудшились, что стали «зверскими, жестокими и коварными». 8 мая 1976 года Ульрика Майнхоф повесилась в своей камере. Левые пытались эксплуатировать ее смерть, утверждая, что это, мол, было государственное убийство.
Шенк комментирует, что самоубийство, более вероятно, было результатом собственной социопатии лидеров RAF, направленной друг против друга:
«Вместо того чтобы совместно бороться для определенной цели, лидеры RAF провели больше времени, борясь друг против друга в психологической войне, которая была не только жестокой и бессмысленной, но также самоубийственной и контрпродуктивной. Это частично было последствием проживания в строгих тюремных условиях, но также и выражением появления подсознательных конфликтов, которые скрытым образом влияли на группу, начиная с ее основания. Они были в первую очередь, результатом взаимодействия несовместимых людей, которые преодолевали трудные межличностные отношения. Другой член RAF Петер-Юрген Боок, которому пришлось расшифровывать секретные послания между заключенными RAF, вспоминал, как он прочел, что лучшее, что Ульрика Майнхоф могла бы сделать со своей несчастной жизнью, было бы убить себя. Внутри RAF никто не сомневался относительно ее самоубийства, и степень разногласий в группе стала ясной. Горе, казалось, было простой маской, чтобы поддержать тезис о ее убийстве».
Когда ученые изучили мозг Майнхоф, они выдвинули гипотезу, что операция, которую она перенесла в 1962 году, возможно, вызвала изменения ее личности, которые привели ее к экстремизму. Профессор-невропатолог Юрген Пайффер, который делал вскрытие трупа, нашел деформации мозга Майнхоф. Он полагал, что повреждение головного мозга, вероятно, вызвало ее потерю чувства реальности. В 1997 году мозг Майнхоф дали для экспертизы психиатру Бернхарду Богерцу. Богерц пришел к выводу, что скобка опухоли во время хирургии ранила правое полушарие, отвечающее за эмоциональное восприятие. Богерц заявил, что «операция привела к патологическим изменениям ее мозга, что, возможно, вызвало увеличенную агрессивность Майн-хоф, так же как изменения в поведении, превратившие ее из честолюбивой журналистки в соучредителя ультралевой террористической группы RAF». «Соскальзывание в террор может быть объяснено мозговой болезнью», сказал он. Муж Майнхоф Рёле также вспоминал, что после операции Ульрика стала хладнокровной, отдаленной и сексуально бесчувственной.
Пайффер написал письмо дочери Майнхоф Ренате Римек, и та подтвердила, что после операции ее мать претерпела изменение личности, которое привело к «частичному самоотчуждению». Доктор Пайффер написал отчет о своих результатах в 1976 году, заявляя, что:
«Возможно, это разрушило бы не только легитимацию RAF, но также и доверие ко всему движению внепарламентских левых, если бы стало известно, что голосом их движения, автором многих важных статей и программных работ, которые заложили идеологическую структуру RAF, и одним из членов-учредителей Банды Баадера-Майнхоф была патологически больная женщина».