Fue detenido en su domicilio ubicado la comuna de la Granja el 2 de octubre de 1974 por agentes de la DINA, que lo condujeron al recinto secreto de detención y tortura Cuartel Ollagüe y posteriormente a Cuatro Álamos, lugar en que desapareció al igual que su esposa. Flavio Oyarzún ya había sido detenido en otra oportunidad y recluido en el Estadio Nacional, Estadio Chile y Penitenciaría de Santiago, instancia en la que fue procesado por el Fiscal Militar -Horacio Ried- por infracción a la Ley de Control de Armas, junto a otros trabajadores de la industria «Easton Muebles».
Uno de los muchos perseguidos políticos que pasaron por el Cuartel Ollagüe, Edmundo Lebrecht, detenido el 30 de septiembre de 1974 y permaneciera recluido en el Cuartel hasta el 3 de octubre de ese mismo año, vio llegar a ambos afectados, señalando que ella se encontraba en evidente estado de embarazo. También Rosalía Martínez, detenida el 23 de septiembre de 1974, testimonia que vio a Cecilia Bojanic y Flavio Oyarzun, en el mismo centro de detención y tortura, instancia en que Cecilia le manifiesta su preocupación por su hijo pequeño.
El 4 de octubre, Cecilia y Flavio fueron trasladados a Cuatro Álamos. Fue aproximadamente a mediados de octubre de 1974, que los agentes de la DINA sacaron de Cuatro Álamos a Cecilia Bojanic y a Flavio Oyarzun con destino desconocido. No volvería a saberse de ellos.
Flavio Oyarzún ya había sido detenido en otra oportunidad. El 12 de septiembre de 1973, fue detenido y recluido en el Estadio Nacional, Estadio Chile y Penitenciaría de Santiago. Fue procesado por el Fiscal Militar Ad-hoc, Horacio Ried, por infracción a la Ley de Control de Armas, junto a otros trabajadores de la industria «Easton Muebles». Había salido en libertad bajo fianza en marzo de 1974 y debía presentarse a firmar todos los días sábados.