Op 18 mei 1619 werd hij tot levenslange gevangenisstraf veroordeeld. Nadat hij overgebracht was naar slot Loevestein, kreeg hij in juli daaropvolgend het privilege dat zijn vrouw en kinderen zijn gevangenschap kwamen delen. Op het slot hield hij zich bezig met vertalingen van Griekse auteurs in het Latijn en met rechts- en godgeleerdheid. Verschillende werken, die pas later verschenen, zijn daar ontworpen of zelfs geschreven, zoals zijn Inleijdinghe tot de Hollandsche rechtsgeleerdheijdt en zijn op rijm gezette Bewijs van de ware godsdienst.

Naar een plan van zijn vrouw en de dienstbode Elsje van Houweningen ontsnapte De Groot op 22 maart 1621 in een boekenkist uit slot Loevestein. Vervolgens reisde hij over Gorkum en Antwerpen naar Parijs, waar zijn gezin zich al snel bij hem aansloot. Met open armen werd hij daar ontvangen door Franse geleerden, politici en ook door kerkelijke dignitarissen (ambtsbekleders). Ze veronderstelden dat De Groot vatbaar was voor bekering tot het rooms-katholieke geloof, net als alle gevluchte remonstranten. Koning Lodewijk XIII zou hem een jaarlijkse som geld geven, maar die werd heel onregelmatig uitbetaald. Daardoor leefde het gezin in vrij armoedige omstandigheden.