Контрразведка проводила активную работу по агентурному проникновению в действовавшие на территории СССР иностранные посольства и миссии, консульства и представительства зарубежных фирм. Кроме того, очень популярными стали операции по тайному физическому проникновению в их сейфы и вализы с дипломатической почтой, доведенные до весьма высокой степени совершенства. Подобные акции стали излюбленным методом деятельности советской контрразведки на целые десятилетия. Одной из наиболее эффективных операций подобного рода явился перехват документов МИД Японии, доставлявшихся в японское посольство в почтовом вагоне экспресса Владивосток — Москва. В описываемый период такая перевозка длилась от 6 до 8 суток, в течение которых предстояло вскрыть вализы, извлечь из них диппочту, перефотографировать ее и вновь водворить на место, исключив любые следы вскрытия. Последнее требование было совершенно непреложным, поскольку обнаружение проникновения было чревато не только неизбежным и вполне обоснованным дипломатическим скандалом, но и компрометацией всех ранее удавшихся перехватов. Для решения столь непростой задачи НКВД оборудовал мини-лабораторию непосредственно в почтовом вагоне, которую требовалось обеспечить расходными материалами: пакетами, сургучом, клеем, изготавливавшимися в Японии по особым рецептам специально для подобных целей и легко идентифицировавшимися. Оперативным путем была добыта использованная упаковка, при исследовании которой обнаружилось, что японские конверты для диппочты имеют особую подкладку из легко разрушающейся и абсолютно не подлежащей восстановлению рисовой бумаги. Токийская “легальная” резидентура сумела установить производителей всех перечисленных материалов и через подставные фирмы закупить вполне достаточный их запас, после чего изготовить точные печати и изучить рисунок специального плетения узла на шнуре обвязки вализ было уже значительно проще. Процедура вскрытия происходила в пути, а особо ответственные этапы — на 8 — 10 остановках. Для обнаружения контрольных отметок все упаковки до вскрытия исследовались с помощью лупы, а иногда и под микроскопом. Для экономии драгоценного времени в пути, счет которому шел буквально на минуты, новые пакеты готовились заранее. Чтобы уложиться в железнодорожное расписание и не насторожить японцев непредвиденной задержкой поезда, бригада по вскрытию диппочты постоянно работала в экстремальном режиме. За все годы проведения операции лишь однажды состав был остановлен недалеко от Москвы, во всех же остальных случаях ценой нечеловеческого напряжения сотрудники укладывались вовремя.
Не оставались без внимания и сейфы посольств, чему особенно помогал обслуживающий персонал из советских граждан. Начиналась эта работа еще в 1920-е годы, когда бывший моряк-дальневосточник П. Л. Попов подружился с послом Китая Ли Тьяньао. Дипломат привлекал его для выполнения многих вспомогательных работ по техническому обслуживанию здания, что оказалось для ОГПУ весьма кстати. Пользуясь ситуацией, Попов однажды незаметно испортил отопительную систему и по просьбе коменданта посольства произвел ее ревизию, в ходе которой сумел снять слепки с ключей от шифровальной комнаты. Дальнейшую работу выполняла уже специализированная бригада ОГПУ. Накопленный опыт позволил провести ряд акций подобного рода, из которых до сих пор рассекречены единицы. Известна, например, масштабная операция по проникновению в квартиру военного атташе германского посольства Эриха Кестринга в апреле 1941 года через специально выкопанный и замаскированный туннель. Контрразведчики вскрыли его сейф, перехватили значительную часть переписки и установили в помещениях подслушивающую аппаратуру.