Первую встречу Попова в Москве с американским разведчиком зафиксировало наружное наблюдение 21 января 1959 года, вечером, в районе станции метро «Проспект Мира». С Поповым встретился его знакомый по Западному Берлину Аэнжелли, за которым и велась слежка. Подойдя близко друг к другу, Попов и Аэнжелли быстро обменялись какими-то предметами и разошлись. Спустя несколько дней было перехвачено письмо Попову из Москвы, содержащее тайнопись с заданием ЦРУ.
Для поддержания конспиративной связи с разведкой американцы рекомендовали Попову по приезде из Калинина в Москву позвонить по данному ему телефону и спросить: «Борис дома?». Это означало, что он ожидает Лэнжелли в очередную среду в 20 часов в ресторане «Астория». Если же Попов по телефону спросит: «Федор дома?», встреча должна состояться в то же время, но в ресторане «Арагви».
Поведение Попова, его встречи в Москве и переписка контролировались контрразведкой с учетом знания им методов конспиративной работы. Полученные материалы не оставляли никакого сомнения в сотрудничестве Попова с американской разведкой. Учитывая, что дальнейшее оставление его на свободе представляло угрозу интересам государства, 18 февраля 1959 года Попова арестовали без огласки. Но арестом дело не завершилось. Было принято решение организовать оперативную игру с американцами, заставив их поверить в то, что Попов не разоблачен, а получил новое назначение и служит в инженерно-саперном батальоне в городе Алапаевске на Урале. Для этого, пребывая в следственном изоляторе, Попов вел обусловленную с американцами переписку и иногда выходил под нашим контролем на встречи с Лэнжелли, укрепляя у них веру в легенду о своей службе в далеком уральском городке.
Смысл организованной с американцами оперативной игры состоял в том, чтобы дополнительно выявить возможные устремления США к советским военным объектам, выиграть время для вывода из-за границы поставленных под удар Поповым наших нелегалов и офицеров ГРУ, скомпрометировать американских разведчиков, действующих в Москве под прикрытием посольства.
Расположенный на среднем Урале, в 180 километрах от Свердловска, ныне Екатеринбурга, один из старейших центров черной металлургии город Алапаевск был для контрразведки удобен тем, что находился в районе, закрытом для посещения иностранцами. Это затрудняло американцам возможность раскрыть наши планы.
Для легендирования воинской службы Попова в Алапаевске необходим был ряд отправных материалов и данных. В целях их сбора на Урал командировали меня и офицера 2-го главка Валентина Звезденкова. Мы были с ним знакомы по совместной работе в аппарате Смерша во время войны. Позднее Звезденков получил звание генерал-майора и работал заместителем председателя КГБ Литвы. В Алапаевске мы тщательно изучили сам город и дислоцированный в нем инженерно-саперный батальон, командование и офицерский состав воинской части, местные условия и особенности. Запаслись используемыми в Алапаевске почтовыми конвертами и бумагой, литературой и материалами о прошлом и настоящем города. Сделали ряд фотоснимков. Собранной информацией органы безопасности основательно вооружили Попова. Конечно, в Свердловске и Алапаевске необходимую помощь оказывали местные органы КГБ.
После решения поставленных перед оперативной игрой задач в октябре 1959 года была проведена успешная операция по задержанию с поличным и выдворению из СССР сотрудника ЦРУ Р. Лэнжелли».
Когда рассматриваешь оценку дела Попова американской стороной и сравниваешь с нашей, то сразу же замечаешь, что ЦРУ и КГБ по ряду позиций существенно расходятся. И это, наверное, естественно. Ведь в работе по делу у нас были совершенно противоположные цели, а все действия по вербовке и разоблачению Попова имели место в разгар холодной войны, в условиях острейшей вражды.
По версии КГБ, Попов был сломлен и завербован американцами путем грубого шантажа на основе компрометирующих его материалов. ЦРУ утверждает, что Попов по личной инициативе пошел на сотрудничество с американцами, подбросив в 1953 году в Вене письмо в машину американского дипломата с предложением продать секретную информацию.
По мнению американцев, Попов сотрудничал с ними честно, во всем проявлял откровенность, задания выполнял с желанием и инициативой. На встрече 18 сентября 1959 года в ресторане «Арагви», изловчившись, он якобы передал Лэнжелли заранее подготовленную им записку, в которой сообщил о своем аресте и работе под контролем КГБ. Однако встреча фиксировалась с документальной точностью скрытыми фото- и киносъемкой и ничего подобного выявлено не было. К тому же, если американская разведка знала, что Попов арестован и контролируется КГБ, зачем было Лэнжелли встречаться с ним в октябре и угодить в подготовленную для него ловушку? В целом создается впечатление, что ЦРУ завышает ценность Попова, как своего источника информации.