En 1804, un décret napoléonien décrète la transformation de l'abbaye en prison. 10 ans d'aménagements transforment le lieu, et, en 1814, les 200 premiers prisonniers arrivent : hommes, femmes et enfants. En 1850, les femmes sont transférées à la prison de Rennes tandis que les enfants vont à Roiffé. La maison centrale de Fontevrault comptera jusqu'à 2700 détenus pour 48 gardiens, et fermera en 1963.
Avec l'intervention de l'architecte Lucien Magne, les planchers pénitentiaires installés dans l'église abbatiale sont détruits et les coupoles rétablies pour redonner sa forme initiale à l'église.