Il avait été incarcéré dans le camp de concentration de l'île de Dawson, situé dans l'extrême sud du pays dans le détroit de Magellan, avec d'autres dirigeants de la coalition de gauche dirigée par le président Salvador Allende, qui s'est donné la mort après le putsch.
Corvalan avait ensuite été transféré dans les centres de torture de Ritoque et de Tres Alamos, avant d'être libéré en 1976 avec 200 autres prisonniers politiques après une intense campagne internationale. Il avait alors été échangé à Zurich en Suisse contre l'écrivain et opposant soviétique Vladimir Boukovski, à la demande de Pinochet.
Corvalan a dirigé le parti communiste chilien de 1959 à 1989. Il a également été professeur, journaliste et sénateur de 1961 à 1973, avant de trouver refuge en Union soviétique et de rentrer au Chili en 1988 pour participer à la transition vers la démocratie, rétablie en 1990.