I oktober 1940 flyktet Harjo sammen med et hundretalls andre finnmarkinger fra det okkuperte Norge til Sovjetunionen. Han ble rekruttert av den sovjetiske etterretningstjenesten NKVD, og drev fram til 1942partisan-virksomhet (etterretning) i Sør-Varanger.
Han ble i august 1942 arrestert og torturert av Gestapo, men klarte noen måneder senere å rømme og ta seg over grensen til Sovjetunionen sammen med politimannen Harald Rygh som hjalp ham til å flykte. Vel fremme i Sovjetunionen ble han anklaget for å være tyskspion, og i 1944 dømt til 15 års opphold i det beryktede sovjetiske GULag-systemet av fangeleire. Ukjent for Harjo pågikk det hjemme i Norge underskriftskampanjer til støtte for hans sak. Etter at Einar Gerhardsen under sitt besøk i Moskva i november 1955 hadde tatt opp hans sak, ble Harjo få dager senere løslatt. Han vendte tilbake til Norge 3. desember samme år.
Harjo skrev siden en dokumentarbok (Moskva kjenner ingen tårer) om sine opplevelser i sovjetiske fangeleire, og opplevde å bli beskyldt for løgn av tidligere forbundsfeller blant norske venstrerorienterte og kommunister. Han ble på den annen side brukt av Arbeiderpartiet i kampen mot kommunismen og ble et symbol på grusomhetene i det sovjetiske fangeleirsystemet.
Familie
Han var sønn av Nils Johan Harjo (1887–1944) og Marie Elmine Gunnari (1885–1962).[5] Faren drev et småbruk og arbeidet som fløter.
Osvald ble gift omkring 1932 med Evgenie Nathalie Ekhorn (1913–2003)[6] og i 1959 med Ågot Vonka.[3]