В 1930 году Б. Брук вместе с его коллегой профессором А. Чаяновым подвергается аресту по сфабрикованному НКВД делу «Трудовой крестьянской партии». О своей судимости Б. Брук упоминает лишь в одной автобиографии, написанной в 1934 году. Семья несколько месяцев не знала, в какой тюрьме содержат отца. Дочь Брука, Нина Борисовна, с которой я встречался в городе Хабаровске, рассказала мне драматическую историю поиска отца по тюрьмам. Только благодаря активной помощи Екатерины Павловны Пешковой, жены М. Горького, к которой они обратились с просьбой помочь разыскать отца, семья вскоре узнала, что его содержат в Бутырке. После рассмотрения дела его отправляют на административную высылку в Казахстан, но даже когда Б. Брук находится в ссылке, его берут на работу в качестве сотрудника Зернотреста и Овцеводтреста в городе Петропавловск (Казахстан).
В 1932 году после пересмотра дела, согласно справке ОГПУ, он был освобождён досрочно от ссылки с правом свободного проживания по Союзу ССР. Б. Брук возвращается в Москву и поступает консультантом при Бюро севооборотов НКЗ СССР. Но клеймо бывшего заключённого было на нём почти всю его жизнь.
Из личных документов Б. Брука этого периода представляет также интерес письмо, направленное ему в город Бородино, которое подтверждает, что именно Брук был инициатором переезда в последующее время в Биробиджан. В письме, посланном ему 25 сентября 1934 года за подписью начальника ОБЛЗУ, говорится: «В ответ на ваше письмо Биробиджанское областное Земельное Управление предлагает Вам занять должность агронома организатора. Условия работы по договоренности, зарплата от 500 руб. в м-ц. Проезд согласно ст. 82 КЗОТУ. Для специалистов имеется столовая ИТР. Члены вашей семьи смогут тоже быть использованы по своей квалификации».
По прибытии в Биробиджан его направляют на работу в должности заместителя директора по научной части Биробиджанской сельскохозяйственной опытной станции. В одном из документов семейного архива есть дата начала и окончания этого наиболее плодотворного периода его работы — с 29.11.1934 года по 01.07.1938 года. В 1935 году Б. Брук был отмечен званием ударника за исключительно ценную работу «Направления сельского хозяйства Еврейской автономной области (плановое районирование)» и широкую общественную работу в области.
В 1936 году Квалификационная комиссия Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В.И. Ленина своим решением постановила Бориса Львовича Брука «утвердить в ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук без защиты диссертации». По всей видимости, он стал первым учёным, получившим степень кандидата наук в нашей области. Борис Брук разворачивает большую исследовательскую работу по изучению возможностей развития сельского хозяйства в местных почвенно-климатических условиях. Работой станции заинтересовались за границей, сюда приезжали из Аргентины, Австралии, Палестины, помогали оборудованием.
Трагический 1937 год, когда без причины десятки тысяч людей были подвергнуты репрессиям, сломал все планы и намерения биробиджанских учёных. Арестован директор опытной станции Е. Митновицкий. По воспоминаниям Нины Борисовны, отец был также уволен с работы, хотя в справке из семейного архива от 04.07.1938 года указано, что Б. Брук «в настоящее время освобожден от занимаемой должности по личному заявлению в связи с переездом в город».
В 1938 году семья переезжает в Биробиджан. Согласно выписке из приказа Облоно № 296 от 15 июля 1938 года, его направляют в «Биробиджанское Гороно для использования на работе в качестве преподавателя математики школы № 9». Вместе с тем в документах личного архива Б. Брука имеется Характеристика от 19.06.1939 года, в которой указано, что он «работает в школе № 8 города Биробиджана с 15 ноября 1938 года в качестве преподавателя математики и физики в старших классах. С работой справляется хорошо. Много помогает учителям начальной школы в решении задач, активно участвует в общественной жизни школы, пользуется авторитетом среди учителей». Однако в Личном листке по учету кадров Б. Брук пишет, что работает преподавателем в средней школе № 1, что подтверждается также фотографией 1940 года, переданной дочерью Брука в подарок Областному краеведческому музею, которая позволяет идентифицировать его среди учащихся 10 класса средней школы № 1.
Работая в школе, Б. Брук пишет статьи и методические материалы по преподаванию математики. Имеется письмо И. Костикова, редактора журнала «Народный учитель», где он пишет Бруку, когда будут опубликованы его статьи и что он зачислен в число постоянных корреспондентов журнала.
