В Германии Эмиль был уволен со своего академического поста и арестован за выступления против правительства и содержался под стражей в течение месяца. Старшая сестра Фукса — Элизабет вышла замуж за товарища-коммуниста Густава Киттовски, от которого у нее родился ребенок, которого они назвали Клаусом. Элизабет и Киттовски были арестованы в 1933 году и приговорены к 18 месяцам тюремного заключения, но были освобождены на Рождество. Старший брат Фукса — Герхард и его жена Карин были арестованы в 1934 году и провели следующие два года в тюрьме. Герхард, Карин, Элизабет и Киттовски основали в Берлине агентство по прокату автомобилей, которое они использовали для контрабанды евреев и противников правительства из Германии.
После ареста Эмиля в 1933 году младшая сестра Фукса — Кристель бежала в Цюрих, где изучала образование и психологию в Цюрихском университете. В 1934 году она вернулась в Берлин, где тоже работала в агентстве по прокату автомобилей. В 1936 году Эмиль договорился с друзьями в Соединенных Штатах, чтобы Кристель поступила там в Суортморский колледж. Она посетила Фукса в Англии по пути в Америку, где вышла замуж за американского коммуниста Роберта Хайнемана и поселилась в Кембридже, штат Массачусетс. В мае 1938 года она получила британское гражданство.
В 1936 году Киттовски и Элизабет были снова арестованы, а взятые напрокат автомобили конфискованы. Герхард и Карин бежали в Чехословакию. Элизабет была освобождена и переехала жить к Эмилю, в то время как Киттовски, приговоренный к шести годам, позже сбежал из тюрьмы и также отправился в Чехословакию. В августе 1939 года Элизабет покончила с собой, выбросившись из поезда, оставив Эмиля воспитывать маленького Клауса.
В августе 1939 года Фукс подал заявление о том, чтобы стать британским подданным, но его заявление не было рассмотрено до начала Второй мировой войны. Существовала вероятность того, что Фукса могли поместить в специальный лагерь для интернированных на острове Мэн. Но Макс Борн предоставил Фуксу справку, в которой говорилось, что последний был членом СДПГ с 1930 по 1932 год и антинацистом. Так продолжалось до июня 1940 года, когда прибыла полиция и взяла Фукса под стражу. Сначала он был интернирован на острове Мэн, а затем, в июле 1939 года, отправлен в лагерь для интернированных в Канаде, сначала на равнинах Абрахама в Квебек-Сити, а затем на полигон близ Шербрука, Квебек. Во время своего интернирования в 1940 году он продолжал работать и опубликовал еще четыре статьи с Борном: «Центр масс в теории относительности, Взаимность»; «Скалярные волновые функции, взаимность»; «Взаимные волновые функции и взаимность» и «Спинорные волновые функции», а так же одну, написанную самостоятельно: «О статистическом методе в ядерной теории».
Во время интернирования в Квебеке Фукс присоединился к коммунистической дискуссионной группе, возглавляемой Хансом Кале. Последний был членом КПГ, участвовавшим в гражданской войне в Испании. После бегства в Великобританию со своей семьей Кале помог Юргену Кучински организовать КПГ в Великобритании. Кристель договорилась с профессором математики Израэлем Гальперином (в будущем еще один советский атомный шпион), шурином ее друга Уэнделла Х. Фурри, чтобы он прислал Фуксу несколько журналов, вероятно, научных. Макс Борн лоббировал его освобождение. На Рождество 1940 года Фукс и Кале были в числе первой группы интернированных, поднявшихся на борт корабля, чтобы вернуться в Великобританию.
В январе 1941 года Фукс вернулся в Эдинбург в январе и возобновил работу в Борне. В мае 1941 года Рудольф Пайерлс из Бирмингемского университета предложил ему поработать над программой «Трубчатые сплавы» — британским исследовательским проектом по атомной бомбе. Несмотря на ограничения военного времени, Фукс стал британским подданным 7 августа 1942 года и подписал форму декларации Закона о государственной тайне. Поскольку в Бирмингеме военного времени было мало жилья, он остался с Рудольфом и Дженией Пайерлс. Фукс и Пайерлс совместно проделали важную работу, которая включала фундаментальную статью о разделении изотопов.
Процитируем подготовленную ГРУ справку на Клауса Фукса:
«операт-м работником, бывшим секретарем воен. атташе т. Кремер по наводке Юргена Кучинского (брата нашего нелегального резидента в Англии “Соня” [Урсула Кучинская]). Последний тогда проживал в Лондоне и являлся одним из руководящих работников германской компартии в Англии, будучи знаком Кремеру по линии офиц-х связей. Ф. согласился работать на идейной основе и денежных вознаграждений не брал.
За время работы с нами Ф. передал нам ряд ценных материалов, содержащих теоретич-е расчеты по расщеплению атома урана и созданию атомной бомбы.