В 1943–1945 годах Донован организовал успешные операции по заброске агентов в тыл противника во Франции, Италии, Бирме, Таиланде, Алжире и других странах. К сожалению, не всем парашютистам, заброшенным в Чехословакию, удалось остаться в живых.
В выяснении их судьбы большую помощь Доновану оказала советская разведка.
В конце 1943 года Рузвельт с одобрением отнёсся к предложению Донована начать сотрудничество с советской разведкой. Накануне Рождества 1943 года Донован прилетел в Москву. 25 декабря он вместе с послом Гарриманом был принят Молотовым и подробно рассказал об УСС, его задачах, функциях и конкретной деятельности в ряде стран, в том числе на Балканах. Затем Донован встретился с руководителем внешней разведки Фитиным.
Результаты переговоров были доложены Сталину. Он дал согласие на обмен представителями и сотрудничество советской разведки с УСС.
Вернувшись в США, Донован во все подразделения направил инструкцию о том, что «России может быть передана оригинальная разведывательная информация УСС, которая полезна стране, ведущей войну против Германии».
Советский представитель при УСС, полковник Граур и члены его миссии уже готовы были вылететь в США, когда вдруг 16 марта 1944 года из США на имя Гарримана поступила телеграмма от Рузвельта о том, что обмен делегациями откладывается на неопределённое время. Как стало известно, это решение было принято по настоятельному требованию главы ФБР Э. Гувера, который заявил, что цель НКГБ — внедрение в государственные службы США. Донован был буквально разъярён вмешательством Гувера, но президент своего решения не изменил.
Контакт между разведками всё же был установлен, но через руководителя военной миссии США в СССР генерал-майора Дж. Р. Дина.
За время сотрудничества между разведками от американской стороны была получена политическая и военная информация, представлявшая в годы войны особую ценность, в том числе: сведения о положении в Германии и оккупированных странах, разведывательные сводки по отдельным конкретным вопросам, анализ возможностей германской промышленности; оценка обстановки в нацистском руководстве Германии, информация о положении в Венгрии, Румынии и Болгарии. Во время переговоров Донован высказывал пожелания обмениваться материалами по диверсионной технике и аппаратуре, однако от него был получен лишь один иллюстрированный каталог специального оружия и механизмов, представлявший интерес для специалистов. Вторая посылка американцев — образцы разработанных УСС портативных устройств для микрофильмирования — оказалась непригодной, так как образцы были выполнены на низком, кустарном уровне.
Со своей стороны, советская разведка передала партнёрам: обстоятельные справки по состоянию немецкой армии, её вооружения, с оценкой политического будущего Германии; сведения о секретных химических заводах в Германии и Польше по производству отравляющих веществ; о подземном заводе в Свинемюнде; об испытательной станции ракет в Мерзебурге; об обстановке в Болгарии с оценкой внутриполитического положения.
По просьбе Донована в мае 1944 года ему была направлена информация о механизмах и методах диверсий, в частности, об опыте применения мин замедленного действия и изысканиях и совершенствовании средств диверсий.
В 1944 — начале 1945 года советская разведка оказала большую помощь американским коллегам в выяснении судьбы нескольких групп американских парашютистов в Чехословакии и лётчиков сбитых там самолётов.
Вся полученная от советской разведки информация высоко оценивалась американской стороной.
В июле 1945 года, уже после войны, Донован сообщил Фитину о том, что в Австрии захвачен руководитель германской разведывательной сети на Балканах Хёттль, который «желая вызвать разногласие между Советами и американцами, готов передать последним всю существующую сеть с тем, чтобы она была использована против русских». Донован предлагал обсудить совместные мероприятия по ликвидации сети Хёттля и сообщил, что поручил это дело своему помощнику Аллену Даллесу.
Попав к Даллесу, дело вышло из-под контроля Донована и застопорилось. Донован пытался что-то сделать, настоятельно просил о личной встрече с Фитиным, но она не состоялась. А в это время Даллес вместе с начальником разведки армии Брэдли генералом Сибертом уже вели переговоры с начальником разведывательной службы Гитлера на Восточном фронте генералом Геленом о совместных действиях против русских. Против предложения Донована выступила также объединённая группа начальников штабов, которые считали необходимым «обсудить вопрос, не следует ли сотрудничать с германскими офицерами — не нацистами — для сбора разведывательной информации о русских потенциальных возможностях и намерениях».
Перепиской по делу Хёттля и закончилось сотрудничество между советской и американской разведками.