В 1941 году в США под дипломатическим прикрытием прибыл Анатолий «Яковлев» (настоящая фамилия – Анатолий Антонович Яцков). В 1932 году Яцков поступил, а в 1937 году окончил Московский полиграфический институт. Был распределен инженером-технологом на Московскую картографическую фабрику имени Дунаева.
В 1938 году по партийной разнарядке Яцкова направили в НКВД. В 1940 году он окончил разведывательную Школу особого назначения и был направлен во французское, затем в англо-американское отделение научно-технической разведки Главного управления госбезопасности НКВД СССР.В феврале 1941 года в качестве уполномоченного по научно-технической разведке прибыл в Нью-Йорк. Работал в резидентуре НКГБ в США под прикрытием должности стажера и секретаря Генерального консульства СССР (оперативный псевдоним «Алексей»). Поскольку в разведшколе Яцков учился на французском отделении, то английский язык пришлось изучать уже в Америке.
С 1942 года Яцков руководил работой агентурной группы «Волонтеры» во главе с Моррисом Коэном и Леонтиной Коэн, будущими Героями России. Довелось ему работать и с другими ценными агентами по «Манхэттенскому проекту», в частности с Клаусом Фуксом.
Целью нового сотрудника резидентуры было расширить агентурную сеть, чтобы получить важные сведения по «Манхэттенскому проекту». Согласно одному из важнейших принципов советской разведывательной службы Яковлев («Джон До») не мог лично встречаться с учеными-физиками, работавшими на Москву. Контакты осуществлялись через проверенного агента Гарри Голда. Гарри передавал источнику информации перечень материалов, которые нужно получить, и договаривался с ним о предстоящих встречах, а затем после каждой такой встречи составлял подробный отчет и передавал Яковлеву. В работе строго соблюдались законы конспирации: источник (Фукс) не знал ни подлинного имени Гарри Голда, ни его адреса, а Голд, в свою очередь, не имел права самостоятельно выходить на связь с Яковлевым.
От Фукса через Голда поступали сверхценные сведения не только теоретического, но и научно-практического характера. Так, в январе 1945 года он передал информацию по урановой бомбе и одновременно сообщил о начале работ в США по созданию плутониевой бомбы.
Фукс не считал себя шпионом и денег за свою работу на советскую разведку не получал. Передавая СССР секреты атомного оружия, он полагал, что лишь восстанавливает историческую справедливость. Ведь Советский Союз, ведя каждый день жестокую борьбу против нацизма, не мог, в отличие от США, позволить себе роскошь тратить миллиарды на урановый проект.
Но Фукс не был единственным источником советской внешней разведки по атомной тематике.
Охота за данными уранового проекта Америки началась по инициативе начальника отдела научно-технической разведки НКВД Л. Квасникова еще в 1942 году, но полностью развернулась только после прибытия в Вашингтон известной пары советских разведчиков-нелегалов: Василия Зарубина и его жены Елизаветы. Именно с ними взаимодействовал резидент НКВД в Сан-Франциско Григорий Хейфиц, сообщивший, что виднейший физик Америки Роберт Оппенгеймер и многие его коллеги выехали из Калифорнии в неизвестное место, где будут заниматься созданием какого-то сверхоружия.
Перепроверить данные «Харона» (псевдоним Хейфица) было поручено подполковнику Семену Семенову (псевдоним «Твен»), работавшему в США с 1938 года и собравшего там большую и активную агентурную группу. Именно «Твен» подтвердил реальность работ по созданию атомной бомбы, назвал код «Манхэттенского проекта» и местонахождение его главного научного центра – бывшей колонии для малолетних преступников Лос-Аламос в штате Нью-Мексико. Семенов также сообщил фамилии некоторых ученых, работавших там, которые в свое время были приглашены в СССР для участия в больших стройках и которые, вернувшись в США, не потеряли связей с левыми организациями.
Основных же руководителей «Манхэттенского проекта» удалось установить Елизавете Зарубиной (агентурный псевдоним «Вардо»). Ее главной заслугой явилось внедрение в мозговой центр «Манхэттенского проекта» Клауса Фукса, который был передан на связь супругам Зарубиным.
После своего приезда в США, Елизавета Зарубина подружилась с любовницей Альберта Эйнштейна, женой известного русского скульптора Коненкова Маргаритой, по простоте душевной рассказавшей Лизе о том, что у Эйнштейна бывают главные лица «Манхэттенского проекта»: Роберт Оппенгеймер, Энрико Ферми, Лео Силард и другие. Под аккуратным давлением «Вардо» Маргарита познакомила ее и сотрудника резидентуры Пастельняка с Оппенгеймером и его женой Кэтрин.