2003年9月，牟其中被改判為有期徒刑18年。
在湖北省洪山監獄服刑的他一直沒有放棄為自己喊冤，國內法律界對牟案的詐騙認定也有很大分歧。知名的法律評論家、中南財經大學法學院教授喬新生曾在2001年1月的《中國律師》上發表《為牟其中辯護》一文，2004年，《南風窗》刊文《牟其中案迷霧重重難定論》。
據稱，第三次入獄的牟其中每天的運動量驚人。他堅持每天早上繞著小籃球場跑幾十圈，午休後就來回爬樓梯幾十趟，高度相當於一座紐約帝國大廈。此外，即便冬天他也堅持洗冷水澡、做自編的體操，而每週供應的兩次肉他卻堅持不吃，以此培養體魄，“有機會出獄後把時間補回來”。
牟其中在獄中十分關注中國企業界的動態。 2003年，香港教授郎咸平批評“國退民進”政策，他寫信批駁郎咸平論點，認為“郎咸平以公平為幌子，卻挾帶著反對國企產權改革和'原罪'論的私貨”。 2004年，唐萬新的“德隆系”崩塌，牟其中專門寫信評論此事，他引用成都“武侯祠”的一副楹聯：“能攻心，則反側自消，自古知兵非好戰；不審勢，即寬嚴皆誤，後來治蜀要深思。”2005年3月，他給《中國企業家》寫信，稱“我更願意《中國企業家》組織對極具爭議的我，展開公開的調查和討論，我願意以自己的血肉之軀，再度為中國民營企業的發展鋪平前進的道路”。 2008年全球金融危機爆發後，牟其中寫《獄中書簡》：“我贊成此次金融危機是世界經濟失衡的結果，把危機根源歸結為華爾街高管們的貪婪，是膚淺的。”
到2010年，牟其中已滿70歲，每次當他從洪山監獄發出聲音的時候，中國的企業界仍然會傾耳聆聽。
根據《刑法》第81條規定，被判處有期徒刑的犯罪人，執行原判刑期1/2以上，如果認真遵守監規，表現良好，可以適用假釋。也就是說，2008年以後的牟其中已經完全具備申請假釋的資格。然而，在很長的時間裡，他拒絕這樣做甚至不願意申請“保外就醫”，因為他“堅稱自己無罪，要清清白白地走出去”。到2010年9月，據《中國企業家》披露，在親屬的再三懇求下，牟其中已向監獄提交了假釋申請書。