Между тем в конце 30-х годов изменилась личная жизнь актрисы. Брак с В. Рапопортом окончательно развалился, и в 1939 году актриса встретила свою настоящую любовь. Этим человеком стал летчик Иван Клещев. Однако оформить свои отношения официально времени у них не хватило - началась война с фашистской Германией. И. Клещев ушел на фронт, и в одном из боев под Сталинградом его самолет был сбит. Летчика спасло чудо - он выжил, получив тяжелые ранения. Более месяца пролежав в госпитале, его выписали с диагнозом "не годен к полетам". После этого Героя Советского Союза Ивана Клещева распределили для дальнейшего прохождения службы в отдел по расследованию авиакатастроф. В отличие от него, Федорова была несказанно рада такому повороту событий и уже мечтала о свадьбе. Однако судьбе было угодно расставить все по-своему. В один из дней И. Клещев вылетел к месту очередной катастрофы под Тамбовом, и самолет, в котором он находился, был атакован вражеской авиацией. В неравном бою самолет Клещева был сбит и разбился. Так Федорова вновь осталась одна.
Надо отдать должное Зое Федоровой, несмотря на драматизм всего происходящего в стране и в ее личной судьбе, она не прекращала попыток вызволить из тюрьмы отца. Для этого ей даже пришлось напроситься на прием к Лаврентию Берии. Этот человек тайно симпатизировал знаменитой актрисе и готов был многое для нее сделать в обмен на ее благосклонность. По воспоминаниям многих, через такую "помощь" Берии тогда прошли многие известные женщины страны. Вполне вероятно, что не избежала этой участи и Федорова. В результате в конце лета 1941 года ее отца выпустили на свободу. Однако годы отсидки не прошли для 56-летнего А. Федорова даром. Из-за обморожения в лагере ему ампутировали пальцы на обеих руках. Жизнь на свободе продолжалась для него недолго, и 22 сентября 1941 года Алексей Федоров скончался. А вскоре Федорову и двух ее сестер постигло новое горе на фронте погиб их младший брат Иван.
Тем временем Л. Берия не бросил своих попыток ухаживать за знаменитой актрисой. В декабре 1943 года он пригласил ее к себе в особняк на улице Качалова, объяснив свое приглашение просто: "Моя супруга любит вас и хочет отметить ваш день рождения в узком кругу". Отказать всесильному наркому Федорова не смогла, хотя в душе глубоко презирала его. В гостях терпения актрисы хватило только на первый час общения с Берией. Когда выяснилось, что никакой жены наркома на вечеринке не будет, что эту встречу организовал лично он, Федорова внезапно вспылила и оскорбила Берию. Тот тут же приказал ей убираться из его дома. Когда она вышла на улицу, Берия догнал ее на крыльце и вручил ей букет роз. При этом он мрачно произнес:
- Это букет на вашу могилу!
После этой встречи и грозного предупреждения Берии актриса ждала только одного - ареста. Однако его тогда так и не последовало. Постепенно жизнь вошла в свое русло, и Федорова успокоилась. Она не могла даже догадаться, какие события ждут ее.
Осенью 1942 года Федорова, будучи на выставке американского кино в Москве, познакомилась с корреспондентом американской газеты "Юнайтед пресс" Генри Шапиро. Он ввел ее в круг своих друзей, среди которых оказался заместитель главы морской секции американской военной миссии Джексон Тэйт. Их первая встреча произошла в январе 1945 года на торжественном приеме в особняке на Спиридоновке. На следующий день после приема Тэйт внезапно пригласил актрису в ресторан "Москва". Так началось их знакомство, которое переросло в любовь.
Эта история породила массу слухов на много лет вперед. Например, некоторые источники будут утверждать, что актриса, став негласным агентом МГБ, была специально введена в круг американских дипломатов. Однако кураторы Федоровой от МГБ, видимо, не учли того, что она была обыкновенной женщиной, которая не смогла устоять перед чарами американского красавца капитана. Видимо, этим объяснялась и последовавшая после знакомства с Тэйтом беременность Федоровой. Правда, рождение дочери Виктории (она появилась на свет 18 января 1946 года) отец так и не застал.
После окончания войны американцы из наших союзников превратились во врагов, и связь Федоровой с Тэйтом не могла закончиться хеппи-эндом. Даже непонятно, на что она рассчитывала в то время, решив родить от американского дипломата ребенка. В июле 1945 года актрису внезапно отправили на гастроли в Крым, и в это же время Тэйт получил распоряжение советских властей в течение ближайших сорока восьми часов покинуть пределы СССР. Когда Федорова вернулась в Москву, ее любимого там уже не было.
Джексон Тэйт получил новое назначение на военно-морскую базу рядом с Сан-Педро в Калифорнии. Он ничего не знал о судьбе Федоровой и даже не представлял, что она родила ему ребенка. Влюбленный Тэйт чуть ли не ежемесячно слал в СССР письма и запросы. Но ответа не было. И вот когда он уже потерял всякую надежду что-либо узнать, на его имя внезапно пришло короткое послание, отправленное из Швеции. В нем сообщалось, что Федорова вышла замуж за некоего композитора и счастливо растит с ним двоих детей. Подписи под этим письмом не было.
Кто написал это письмо, так до сих пор доподлинно неизвестно. Но доля правды в нем была. Еще в начале 40-х она познакомилась с композитором Александром Рязановым, стала в его джаз-квартете вокалисткой. Когда вышел указ о наказании матерей-одиночек, Рязанов предложил ей расписаться, но Федорова ему отказала, а затем согласилась. Скорее всего она испугалась и хотела скрыть факт рождения ребенка от иностранца и поспешила выйти замуж за соотечественника. Однако от тюрьмы это ее так и не спасло.
Первые признаки того, что у нее над головой сгущаются тучи, Федорова почувствовала еще в августе 1946 года. Именно тогда она обнаружила, что за нею следят. А в начале зимы того же года, явившись с утра в свой Театр киноактера, она вдруг заметила, что со стены исчез ее портрет. Теперь вместо него висело изображение другой актрисы. Это было плохое предзнаменование, и оно вскоре действительно сбылось. 27 декабря 1946 года, после вечера, проведенного в доме английского журналиста Верта и его жены, Федорову арестовали в ее квартире на улице Горького. Более полугода она провела во внутренней тюрьме на Лубянке, где ее методично подвергали систематическим издевательствам (обливали кипятком, били, не давали спать). Наконец 15 августа 1947 года Федорова и еще шесть человек были приговорены за шпионаж в пользу иностранных государств к 25 годам тюремного заключения. После приговора Федорова пыталась повеситься в камере лефортовского тюремного изолятора, однако бдительные надзиратели не позволили ей довести дело до конца. 20 декабря 1947 года из лагеря в Потьме она пишет полное отчаяния письмо Л. Берии, которое завершает словами: "...наказали не меня, а моих маленьких детей, которых у меня на иждивении было четверо: самой маленькой, дочери, два года, а самому старшему, племяннику, десять лет. Я умоляю Вас, многоуважаемый Лаврентий Павлович, спасите меня! Я чувствую себя виноватой за легкомысленный характер и несдержанный язык. Я хорошо поняла свои ошибки и взываю к Вам как к родному отцу. Верните меня к жизни! Верните меня в Москву!"