В июле 1941 года Киму Филби было предложено перейти на работу в штаб-квартиру СИС в качестве руководителя испано-португальской секции. При этом большую роль сыграло то обстоятельство, что он хорошо знал обстановку во франкистской Испании, которая в то время занимала важное положение в войне разведок многих стран. Ведь несмотря на официальный нейтралитет Испании руководство страны во всем поддерживало Гитлера.
Филби успешно прошел проверку по учетам МИ-5 и СИС. Видимо, намерение Вивьена принять на работу сына своего друга сыграло свою роль, поэтому контрразведка не очень интересовалась его левым прошлым.
По словам сотрудников СИС, которые в то время работали с Филби, «к своим обязанностям он относился исключительно добросовестно и очень быстро овладевал профессиональными навыками».
Филби активно включился в работу по борьбе с нацистской агентурой на Пиренеях и получил доступ к важной для советской разведки информации, в том числе к дешифрованным англичанами телеграммам германского абвера (план «Ультра»).
Сразу после окончания Первой мировой войны германский инженер Артур Шербиус изобрел и запатентовал под названием «Энигма» («Тайна») аппарат для шифрования и дешифровки секретных сообщений. В 1926 году немцы приступили к оснащению им своего военно-морского флота, а через два года — сухопутной армии. Во время Второй мировой войны этот аппарат широко использовался германскими полевыми армейскими и штабными подразделениями для передачи шифрованных сообщений. Эти машины также устанавливались на подводных лодках и боевых кораблях ВМФ Германии. К 1935 году в этой стране было произведено более двадцати тысяч шифровальных машин типа «Энигма».
В 1928 году два таких аппарата приобрело английское адмиралтейство. Было установлено, что вскрыть ключи «Энигмы» математическими методами невозможно, если эти шифраторы использовались без ошибок. И действительно, большинство шифровок «Энигмы» так никогда и не было прочитано сотрудниками дешифровальной службы, даже в наши дни. Аншлюс Австрии и возраставшая угроза германской агрессии против ее соседей побудили Англию, Францию и Польшу объединить усилия в области радиошпионажа. Но к тому времени немцы усовершенствовали «Энигму». Полякам все же удалось создать электромеханическое устройство под названием «Бомба» для автоматического поиска ключей к «Энигме».
После капитуляции Польши польские криптоаналитики переехали в Англию и передали английским специалистам тайну «Бомбы». С ее помощью англичанам в начале 1940 года удалось вскрыть ключ люфтваффе. Центром работ по вскрытию «Энигмы» в Англии стала Школа правительственной связи (ШПС) в Блетчли-парке, старинном поместье, расположенном в 100 километрах от Лондона. В ней в годы войны работали 10 тысяч английских специалистов, бившихся над разгадкой «Энигмы». Эти работы получили название «План Ультра».
В июле 1940 года началась битва за Англию. Геринг обещал Гитлеру, что летчики люфтваффе поставят Англию на колени в течение месяца. Однако он недооценивал мощь британской авиации и преувеличивал надежность «Энигмы». Английские специалисты из Блетчли-парка расшифровывали оперативные задания люфтваффе и немедленно передавали их командующему английскими ВВС Хью Даулингу. Эти дешифровки получили кодовое наименование «Ультра». Сводки сообщений докладывались премьер-министру Великобритании Уинстону Черчиллю, который не всегда знакомил с ними даже членов своего кабинета.
Благодаря расшифровке секретных планов люфтваффе, передаваемых с помощью «Энигмы», британская авиация успешно отражала налеты германского воздушного флота. 13 августа 1940 года Геринг задумал осуществить против Англии массированную атаку с воздуха, чтобы наконец разгромить английскую авиацию и поставить Англию на колени. Операция получила название «День орла». Используя «Энигму», Геринг заблаговременно отдал приказ произвести глубоко эшелонированные атаки на цели, располагавшиеся на большой территории. Его план заключался в том, чтобы втянуть в воздушное сражение как можно больше британских самолетов и уничтожить их. Шифровка была перехвачена и дешифрована англичанами, а ее содержание своевременно доведено до командования ВВС. Когда операция «День орла» началась, англичане были готовы отразить воздушные налеты люфтваффе. Каждый эшелон самолетов противника встречала небольшая группа британских истребителей, чтобы дезорганизовать порядки атакующих с наименьшими для себя потерями. В этом воздушном сражении английская авиация одержала победу, однако воздушная битва за Англию была отнюдь не закончена.