Но уже 25 февраля 1937 года был арестован муж Натальи Дмитриевны. После семимесячного заключения Михаил Владимирович Шик был приговорен к десяти годам дальне­го лагеря без права переписки. Семья, состоявшая из самой Натальи Дмитриевны, тяжело страдавшей к тому времени туберкулезом, ее матери, пятерых детей в возрасте от 14 до 5 лет и четверых старух — бабушек и теток, осталась без ос­новного кормильца.
Михаил Владимирович Шик был обвинен в создании контрреволюционной антисоветской организации. По при­говору ОСО Военной коллегии Верховного суда СССР рас­стрелян 27 сентября 1937 года. Посмертно реабилитирован в 1956 году. В 1944 году на запрос В. И. Вернадского был по­лучен ответ по телефону из секретариата председателя Верховного Совета СССР, что осужденный на «10 лет без права переписки» М. В. Шик скончался в лагере 26 сентяб­ря 1938 года. В 1994 году дочь М. В. Шика Елизавета Ми­хайловна отыскала имя отца в списках массовых захоронений жертв сталинского террора на окраине Москвы в Бутове.