בכוחותיה האחרונים הגיעה וילדשטיין לביתו של איכר, הלה נתן לה מחסה ויצר קשר עם פרופסור תדיאוש צ'ז'ובסקי, שהיה מרצה של צביה באוניברסיטה. פרופסור צ'ז'ובסקי פנה לעוזרתה של גברת זיקובסקה והיא, בתורה, מצאה לצביה עבודה בחווה בכפר צֵ'רְבוֹנִי דְּבוֹר שליד קובנה. מחשש שמא יתגלה מקום הימצאותה של היהודייה הנמלטת, העבירו אותה צ'ז'ובסקי וזיקובסקה למקום בטוח יותר בשם "אחוזת סקאלה", שם עבדה צביה במנסרה ונתנה שיעורים פרטיים לילדיו של בעל המקום. בפני תושבי הכפר הפולנים הציגה צביה את עצמה בתור פולנייה בשם יאדוויגה פוגוז'לסקה.

ביולי 1944 נכנס הצבא האדום לווילנה וצביה וילדשטיין יכלה סופסוף לשוב לעיר. המצב שם היה קטסטרופלי, בכל פינה נתקלה המחנכת ביתומים יהודיים – חלקם הוסתרו על-ידי התושבים הליטאיים, אחרים הסתתרו מן הנאצים זמן ארוך ביערות, במגרשי גרוטאות ואף במערכת הביוב. חולם ומותשים, הם איבדו את אמונם בבני האדם וחלקם – גם את היכולת לדבר. גמלה בליבה של צביה החלטה להקים בווילנה בית יתומים יהודי כדי להציל את הילדים הללו ולהשיב להם את הילדות האבודה.

משרד החינוך של רפובליקת ליטא הסובייטית דחה תחילה את יוזמתה של צביה ושל עמיתיה והציע לשכן את היתומים היהודיים בבתי המחסה הכלליים. היה זה במסגרת ההיגיון הסובייטי שלפיו סירבה המדינה להקים בתי יתומים ייחודיים עבור בני לאומים שונים.
הישועה באה בדמות פרופסור רבלסקי, סגן אלוף בחיל הרפואה בצבא האדום. אחיו של פרופסור רבלסקי, דוד, היה אחד ממנהיגי התנועה הציונית בארצות הברית. צביה הגיעה לפגישה עם הפרופסור בבית החולים שבו הוא עבד, הפגישה ארכה מספר שעות. רבלסקי התחייב לסייע במציאת מבנה ובהשגת האישורים הנדרשים מהשלטון המקומי. וילדשטיין מצידה לקחה על עצמה את המשימה לאתר את הילדים היתומים הזקוקים למחסה ולהקים צוות חינוכי מתאים. כשנפרד מצביה אמר פרופסור רבלסקי: "אנחנו נפתח את בית היתומים היהודי ויהי מה. את תהיי לילדים האלה לאם ואני אהיה להם לאב."

בספטמבר 1944 מונתה צביה למנהלת בית היתומים מספר 6 בווילנה. במסגרת בית היתומים פעל בית ספר, שבראשו עמד היסטוריון ומחנך בעל שם אליעזר ירוסלימסקי. הלימודים התקיימו ביידיש ותוכנית הלימודים כללה מקצועות כמו תולדות העם היהודי וספרות יידית. עבור הילדים הקטנים נפתח גן ילדים בניהולה של הסופרת והמתרגמת היהודייה הלנה חַצְקֶלֶס.

סגן אלוף רבלסקי, שהיה רופא פסיכיאטר מנוסה, הצליח לשכנע את פקידי משרד החינוך הסובייטי מדוע זקוקים הילדים היהודיים למוסד נפרד. טיעוניו היו פשוטים: מצבם של היתומים היהודיים קשה הרבה יותר מזה של הילדים הליטאיים והפולניים, לכן הם זקוקים לסביבה שקטה ותומכת על מנת להשתקם. למרבה הפלא הסכימו הפקידים עם טיעוניו.

בית היתומים היהודי נפתח באופן זמני במבנה בית החולים הצבאי שעמד ריק. מייד החלו המאמצים לאיתור היתומים באמצעות פרסום מודעות בעיתונים וברדיו וכן באמצעות חיפושים בלתי-אמצעיים בחוות של ליטאים ובמנזרים הקתוליים. לעתים נאלצו לשלם עבור הילדים כופר ולא פעם לא הייתה ברירה אלא להוציאם בכוח, לצורך כך התלוו למחנכים החיילים הסובייטיים.

החניך הראשון בבית היתומים היה ליובה סלק בן השמונה, הוא בא בליווי אישה ליטאית שקיבלה שכר מהוריו בעבור הצלת חייו. אחר כך הופיעו האחים לוויט, ששרדו ביערות בכוחות עצמם, וברל'ה גלאז מיישוב גלובוקויה, שאימו נרצחה על-ידי הנאצים. חלק מהילדים, ביניהן מירל'ה וינשטיין, חוו רצח של הורים מול עיניהם. היו בין החניכים גם פרטיזנים צעירים שהתחנכו בשורות הנוקמים, אנשי היערות, ולאחר פירוק מחלקות הפרטיזנים הם איבדו את כורת גג הרעוע שהייתה להם ופנו לבית היתומים. מעטים היו הילדים שהפגינו חוסן נפשי, רוב החניכים הספיקו לשכוח בשנות המלחמה הנוראות מהו חום אנושי וגילו התנהגות של חיה רדופה.

לא הספיק בית היתומים היהודי לפתוח את שעריו וכבר דרשו השלטונות לפנות את בניין בית החולים הצבאי שבו פעל. צביה וילדשטיין הייתה מיואשת, אך פרופסור רבלסקי שוב נחלץ לעזרה. רבלסקי מצא בית הרוס ברחוב זיגמנטובסקיה על גדות נהר וִיָאלִיָה ואיתר בקרב מטופליו בעלי מלאכה מהשורה הראשונה, ואלה שיפצו את המבנה במהירות.

צביה המשיכה לעבוד בבית היתומים והדבר האחרון שהיא רצתה היה שחניכיה יישארו בברית המועצות. המדינה לא סיפקה תנאיי מחייה ראויים ליתומים, שלא לדבר על חינוך יהודי. עוד לפני תום המלחמה ארגנה וילדשטיין הברחה של יתומים יהודיים מווילנה לפולין. הילדים הועברו על-ידי יהודים שהורשו להגר לארץ השכנה, לאחר מכן הועברו לטיפול חיילי הצבא הבריטי. היו אלה ציונים מארץ ישראל שהבריחו את הילדים מאירופה לארץ האבות.

צביה חיפשה דרכי מילוט לפלשתינה גם עבור עצמה. בתור אזרחית פולנית לשעבר היא קיבלה אישור יציאה לפולין. ב-1 ביוני 1945 התפטרה וילדשטיין מעבודתה והמתינה להסעה המיוחדת עבור התושבים החוזרים. היציאה התעכבה והמנהלת לשעבר של בית היתומים היהודי הייתה צריכה לעזוב את העיר בהקדם האפשרי, בכל רגע יכלו הרשויות לגלות עניין בסיפור העברתם של הילדים לפלשתינה. אט אט אחז בצביה ייאוש, בדיוק אז היא פגשה במקרה ברחוב את תלמידתה לשעבר אירנה גולדשטיין. התלמידה ומורתה שמחו מאוד זו לקראת זו. התרגשות גדולה עוד יותר אחזה בצביה כשאירנה גולדשטיין הזמינה אותה לעזוב יחד אתה את ברית המועצות במטוס.

אירנה סיפרה על מכר, טייס צבאי, שיוצא בטיסה לרומניה ומוכן לקחת נוסעים תמורת תשלום. המחיר היה גבוה, כ-20 אלף רובל, אך האיש נראה אמין. הטייס בורודולין ביקר לעתים קרובות בחנות בנמל התעופה של וילנה, שאותה ניהלה אירנה גולדשטיין. גולדשטיין סיפרה לבורודולין על כוונתה לשוב עם משפחתה לפולין והוא מצידו הביע נכונות להטיסם, אם יתאפשר, לוורשה, ומשם ימשיכו לבוקרשט.

צביה וילדשטיין לא חשדה בדבר והחליטה לאסוף את הסכום הנדרש כדי לעזוב את המדינה בטיסה יחד עם תלמידתה לשעבר. מה גם שאנשים נוספים, שעייפו מלחכות לפינוי לפולין, התכוונו לעלות לטיסה זו, ביניהם פקיד הקומיסריון העממי לענייני חוץ של ליטא הסובייטית נאום מייזל ורעייתו ליליה, תלמידתה של צביה אירנה עם בעלה, טכנאי השיניים של מרפאה מס'-1 בעיר וולף גולדשטיין, ואימה פנסיונרית מריה רוזינה-ואלצקיה. לכולם היו קרובי משפחה מדרגה ראשונה בפלשתינה וכולם חלמו לקשור את גורלם עם המדינה היהודית העתידה לקום.

הטייס בורודולין אסף את הנוסעים עם מזוודותיהם בשעה היעודה והסיעם לשדה התעופה בלאיה ואקה. הטיסה הייתה בדרכה לבוקרשט אך נאלצה לנחות נחיתת חרום בשדה התעופה הצבאי קיווישקי, במרחק 25 קילומטרים מווילנה, עקב תקלה טכנית. הנוסעים לא הספיקו להתעשת, כאשר מטוסם נלקח תחת שמירה על מנת לקבוע את הסיבה לנחיתת החרום. צביה וילדשטיין, חבריה והטייס נשלחו לווילנה למסירות עדות.

חקירתה הראשונה של וילדשטיין התקיימה כבר באותו יום, 23 ביוני 1945. את החקירה ניהל רב-סרן צ'וגונוב, סגן ראש המחלקה הרביעית ביחידת התחבורה במשרד לביטחון המדינה האחראי על מסילת הברזל הליטאית. רב-סרן צ'וגונוב ניגש מייד לעיקר ושאל את וילדשטיין: "לאן התכוונת לטוס מהרפובליקה הסובייטית הסוציאליסטית הליטאית?" צביה לא הרבתה במילים, רק ציינה שהיעד הסופי שלה היא ורשה, שם בכוונתה לחפש אחר קרובי משפחתה שנותרו בחיים.

חודש לאחר המעצר הוגשו נגד המורה אישומים לפי סעיף 58-1 "א" לחוק הפלילי של הרפובליקה הסובייטית הפדרטיבית הסוציאליסטית הרוסית. רס"ן צ'וגונוב דרש בחומרה בחקירות: "טיסה בלתי -חוקית לחוץ לארץ היא בגידה במולדת. מדוע בחרת בדרך זו?" צביה הכחישה כל כוונה לבגוד בברית המועצות. היה בידיה מסמך המתיר לה לשוב לפולין והיה בכוונתה לוותר על האזרחות הסובייטית באופן חוקי. לדברי העצורה, אם אירנה גולדשטיין הייתה מציעה לה לטוס לעיר אחרת במקום בוקרשט, היא הייתה מסכימה, ולו רק כדי להיות יחד עם כולם.

תיקה של צביה וילדשטיין לא נידון בבית משפט. הנימוק הרשמי לסירוב למשפט היה: "שמירה על סודיות". הצ'קיסטים עדיין קיימו פעילות מבצעית וחששו מחשיפה של שסוכניהם מול לציבור הרחב. בישיבת האספה המיוחדת של הנקו"ד, שהתקיימה ב-2 בפברואר 1946, נידונה המורה לשמונה שנים במחנות עבודה והחרמת רכושה האישי.

צביה וילדשטיין ריצתה את עונשה בסיביר, בקולימה. בתחילה שובצה לעבודות ניקיון, אך מכיוון שהייתה חלשה מאוד פיזית, נשלחה לעבוד כמטפלת יום בגן הילדים לילדי האסירים. אך כעבור שישה חודשים נאסר עליה להימצא בקרבת ילדים בשל האשמות בבגידה במולדת והיא הועברה למחנה אחר, שם חטבה עצים בחורף ובקיץ עבדה בכריית זהב. צביה לא יכלה, כמובן, לעמוד בדרישות התקן היומיומית. היא ניצלה הודות לחמלה שהפגינו כלפיה חלק מהסוהרים, ובמידה לא מעטה אף האסירות הפליליות הוותיקות, להן היא עזרה לכתוב מכתבים והנעימה את זמנן בשעות המנוחה בדקלום יצירות ספרות שידעה בעל-פה.

לאחר שחרורה לא הורשתה וילדשטיין לעזוב את קולימה. היא מצאה לה משרה של כובסת וסניטרית בבית חולים ובמקביל נלחמה על הזכות לשוב וללמד. בספטמבר 1953 זה קרה: היא מונתה למנהלת בית ספר בחלקה המזרחי של יאקוטיה.

אסירת ציון צביה וילדשטיין פנתה לרשויות החוק הסובייטיות בבקשה לטיהור שמה, אך לא ציפתה לזכות בצדק. באופן בלתי-צפוי היא קיבלה את האישור המיוחל. חבר השופטים לענייני התעבורה בבית המשפט העליון של ברית המועצות הכריז כי בהחלטתו מיום 23 במאי 1956 התיק נגד הנאשמים נסגר בהיעדר יסודות העבירה. אכן, לא צביה וילדשטיין ולא "שותפיה לדבר עבירה" לא עברו על שום חוק, כולם הופלו בפח על-ידי פקידי יחידת התחבורה במשרד לביטחון המדינה האחראי על מסילת הברזל הליטאית.

המזימה, אשר כונתה בתזכיר הקג"ב "קומבינציה מבצעית" בתיק הסמוי "העולים", בוצעה בעזרתו של סוכן שהועסק ביחידת התחבורה מס' 2 של מסילת הברזל הליטאית, אותו טייס בורודולין. מ-16 ביוני עד 24 ביולי 1945 ביצע הסוכן בורודולין לפחות ארבע טיסות מווילנה וגרם למעצרם של כשלושים איש. אדם חסר מצפון, הוא איתר ושכנע באופן אישי יהודים לעזוב את ברית המועצות בטיסה, הסיע אותם במכוניתו לשדה התעופה ולאחר מכן ביים תקלה וביצע נחיתות חירום. הייתה זו דרך קלה מאוד עבור הצ'קיסטים הליטאיים להשיג את ייעדי התוכנית לטיפול במחתרת הציונית.

צביה קיבלה לידיה חלק מהרכוש שהוחרם עם המאסר ושבה לווילנה. ב-1957 היא שבה לפולין וכמעט מייד עלתה משם לישראל.
בארץ החלה וילדשטיין ללמד בבית הספר היסודי על שם דוד שמעוני בגבעתיים וכן הרצתה במכללת בית ברל. באחד מראיונותיה סיפרה צביה וילדשטיין כי עמיתיה הישראלים הזהירו אותה: ילדי ה"צברים" ימררו את חייך. אך כישרונה החינוכי עשה את שלו.
בשנת 1965 נבחרה צביה וילדשטיין למועצת העיר גבעתיים. היא מונתה ליושבת ראש סניף גבעתיים של הוועד למען החייל. בתפקידה גייסה תרומות, ארגנה אירועים ומכרה כרטיסי הגרלה לתמיכה בחיילים ובני משפחותיהם. במהלך חודש אחד בלבד, ספטמבר 1969, בעת מלחמת ההתשה, אספו תלמידי בתי הספר של גבעתיים, ביוזמתה של צביה, למעלה מאלפיים חבילות לחיילים.

צביה וילדשטיין לא נישאה בשנית ולא הקימה משפחה חדשה, אך בהחלט אפשר לומר שהיו לה מאות ילדים מאומצים. לא רק חיילי צה"ל שהיא לקחה תחת חסותה הכירו לה תודה ענקית. היתומים מווילנה, שעלה בידיה להציל, נשלחו לישראל בתום המלחמה והתאספו בקביעות בבית אימם המאמצת לערבי מפגשים מרגשים.

בשנת 1980 נפגעה צביה בתאונת דרכים ובעקבות הפציעה נאלצה לעבור לבית אבות. וילדשטיין המשיכה להחזיק בגישה פילוסופית לחיים: "אני אדם עצמאי. אני חיה את חיי כפי שחייתי בעבר ומנסה להשיג את מטרותיי בכוחות עצמי. שאבתי ממקור כוח אך הוא הולך ואוזל".

היא נפטרה ב-28 בינואר 2001 ונקברה בתל אביב. המחנכת הגדולה ואסירת ציון צביה וילדשטיין הייתה אחת מאותן נשים שנחשבות, בצדק, לגיבורות עממיות.