В декабре 1943 года для участия в «Манхэттенском проекте» в Лос-Аламос в составе английской миссии прибыл крупнейший физик-теоретик и советский агент Клаус Фукс. Центр принял решение, что связь с Фуксом должен поддерживать гражданин США Гарри Голд («Раймонд»), передавая полученные материалы Анатолию Яцкову («Яковлев»). При этом Голд один-единственный раз по требованию Квасникова встретился с Гринглассом, входившим в группу Розенберга, который был на связи у Феклисова. Этим было нарушено основное правило разведки — ни в коем случае не допускать, чтобы агент или курьер одной разведгруппы получал контакт и выход на не связанную с ним другую разведывательную сеть. Встреча произошла 3 июня 1945 года на квартире Гринглассов в Альбукерке, куда Голд приехал из Санта-Фе, где накануне встречался с Клаусом Фуксом. А в конце 1947 года Голд был перевербован ФБР, когда его вызывали в большое жюри в Нью-Йорке для дачи показаний в связи с обвинениями, выдвинутыми Элизабет Бентли — вдовой основоположника советской разведывательной сети в США Якова (Джэйкоба) Голоса, которая после смерти мужа добилась встречи с главой ФБР Эдгаром Гувером и в ноябре 1945 года рассказала ему о своей работе на НКВД, назвав всех известных ей агентов.
В 1946 году в рамках проекта «Венона» по расшифровке телеграфных сообщений между советскими консульствами и Москвой Мередит Гарднер смог прочесть сообщение от 1944 года и понял, что речь идёт о ядерном шпионаже. В 1947 году к проекту подключилось ФБР, от которого с Гарднером тесно взаимодействовал офицер контрразведки Роберт Лэмфер. В 1949 году ФБР пришло к выводу, что источником утечки информации по «Манхэттенскому проекту» является Клаус Фукс. Он был арестован 4 февраля 1950 года в Англии и допрашивался Робертом Лэмфером, который убедил его раскрыть личность связного Гарри Голда. 1 марта английский суд приговорил Фукса к максимальному сроку за шпионаж в пользу союзного государства — 14 годам тюрьмы. Голд, арестованный 23 мая 1950 года, после соответствующей обработки в ФБР также выдал всех, кого знал — он дословно пересказал содержание бесед с Фуксом и Гринглассом и то, как он получал от них информацию по атомной бомбе. Грингласс, узнав из газет об аресте Голда, находился в панике и подумывал о самоубийстве. Он оказался трусливым и слабовольным и в первый же день своего ареста дал письменные показания о передаче Голду в Альбукерке секретных материалов и о своих связях с Юлиусом Розенбергом, в группу которого входил и Мортон Собелл, который работал в Вашингтоне в Главном управлении вооружения ВМС США, занимая при этом пост главного радиоинженера компании General Electric. По свидетельству Александра Феклисова, Мортон Собелл (оперативные псевдонимы «Коно», «Реле») передал в Москву 40 научно-исследовательских работ на нескольких тысячах страниц. Только в 1945 году от него было получено две тысячи листов секретной информации. Именно от Собелла поступили первые сведения о создании американцами системы управления ракетами-носителями ядерных боезарядов.
18 августа 1950 года Собелл был похищен в Мексике, где он пытался скрыться вместе с женой, вооруженными людьми и доставлен на границу с США. 23 августа он был арестован. Ему, как и Розенбергам, а также отсутствующему «Яковлеву», было предъявлено обвинение в заговоре с целью шпионажа. Розенберги и Собелл обвинение отвергли, а Голд и Грингласс сознались в обмен на мягкий приговор. Они выступили на судебном процессе, открывшемся в Нью-Йорке 6 марта 1951 года, главными свидетелями обвинения против Розенбергов, которые обвинялись как организаторы заговора: «Вы передали Советам атомную бомбу, и уже одно это предопределило агрессию коммунистов в Корее». При этом американские обвинители умолчали о том, что в начале 1951 года американский генерал Дуглас Макартур, которого называли «духом ядерной войны», не только настаивал на ядерной бомбардировке Китая, армия которого сражалась на стороне Северной Кореи, но и сделал публичное заявление о том, что США готовы пойти на этот шаг. Таким образом, именно наличие на тот момент советской атомной бомбы предотвратило ядерную войну, поскольку президент Трумэн не решился нанести удар первым и отстранил Макартура.
21 мая 1951 года Юлиус и Эйтель Розенберги были приговорены к смертной казни, а Мортон Собелл — к 30 годам тюремного заключения. При этом им был предоставлен выбор — если они признаются и назовут своих сообщников, то наказание тут же будет смягчено. Но даже родительские чувства не заставили их пойти на это. «Всегда помните, что мы невинны, — писала Этель Розенберг сыновьям за два часа до казни, — и не могли пойти против своей совести».