Не удовлетворенный посещением «Арткино» и имея широкие связи среди американских коммунистов, Сакс направился непосредственно к лидеру Компартии США Эрлу Браудеру. Браудер, который и сам, и через своих родственников был с середины 20-х годов тесно связан с советской разведкой, к этому времени думал об отходе от просоветской линии в коммунистическом движении и поэтому отказался принять Сакса.
В это же самое время Холл отправился в знаменитый «Амторг» — советскую торговую организацию, штаб-квартира которой располагалась в Нью-Йорке. Там он обратился к первому же встречному сотруднику, рассказал об американском ядерном проекте и попросил связать его с советской разведкой. Как ни странно, но этот человек также дал ему телефон все того же Сергея Курнакова.
Сергей Николаевич Курнаков, он же Курнаков-Козельский, русский дворянин, офицер царской армии, театральный деятель и журналист, с 30-х годов работавший на советскую разведку, принял Холла в своей нью-йоркской квартире на Манхэттене. В своем донесении в Центр, содержащемся в рассекреченном досье «Веноны», Курнаков охарактеризовал Холла как человека «исключительного ума, широких взглядов и хорошо разбирающегося в политике». Холл передал Курнакову копию научного отчета, который он перед отъездом в отпуск написал для своего начальника в Лос-Аламосе, а также список ученых, работавших вместе с ним. Курнаков немедленно передал полученные от Холла материалы своему оператору Анатолию Яцкову. И уже в ноябре 1944 года нью-йоркская резидентура направила в Москву донесение, в котором сообщалось о Холле, получившем псевдоним Млад, и Саксе, соответственно обозначенного Стар.
Первое время непосредственным руководителем Холла и Сакса был Сергей Курнаков. Но затем в Центре решили, что работать со столь ценными агентами должен разведчик-профессионал. Им стал уже упомянутый Анатолий Яцков. Курнаков весьма ревниво воспринял это решение, но понял, что безопасность агентов превыше всего, и это перевесило обиду. Один раз связной Холла была Леонтина Коэн, агент-групповод нью-йоркской резидентуры. Она встретилась с Холлом в Альбукерке в 1945 году и получила от него очередной пакет материалов по атомной бомбе. Иногда, как это случилось в октябре 1944 года, Холл и сам доставлял документы в нью-йоркскую резидентуру.
О важности материалов, получаемых от Млада можно судить по следующему донесению, направленному куратору советской ядерной программы Л. Берии в июне 1945 года:
Как известно, это донесение полностью подтвердилось, и 16 июля 1945 года на испытательном полигоне Аламогордо в пустыне штата Нью-Мексико действительно было взорвано первое в мире ядерное устройство.
А по свидетельству американских экспертов, информация, ушедшая в Москву только в расшифрованных донесениях Млада (здесь надо отметить, что АНБ удалось расшифровать не более пятой части всех сообщений), сократила в СССР срок работ по созданию атомной бомбы на два года. В частности, американцы утверждают, что именно Млад передал советской разведке секрет производства высокообогащенного урана, документы о создании и подготовке испытания взрывного атомного устройства, а также описал принцип «имплозии», или «направленного внутрь взрыва», на котором основано действие атомной бомбы.
Взрыв советской атомной бомбы 29 августа 1949 года вызвал активизацию действий американских спецслужб по выявлению советской агентурной сети в Лос-Аламосе. После частичного успеха операции «Венона» некоторые из советских агентов были арестованы и впоследствии осуждены. Тогда же ФБР, используя досье «Веноны», начало проверку деятельности Сэвила Сакса и Теодора Холла.
Интересно отметить, что после опубликования расшифровок АНБ по делу «Венона» журналист газеты «Вашингтон пост» Майкл Доббс подробно изучил историю советского атомного шпионажа и пришел к выводу, что, хотя обработка советских шифровок завершилась в конце 70-х годов, ФБР имело все основания арестовать обоих гарвардцев одновременно с Клаусом Фуксом и супругами Розенберг.