Добржинский, считавший свою участь предрешенной, вряд ли ожидал такого поворота дела. Сам далеко не новичок в разведке, имевший на личном счету десятки вербовок агентов, он находился в сомнениях. Но когда обещания Артузова подтвердил Дзержинский, что «после проведения следствия и установления полной картины деятельности резидентуры все агенты, являющиеся польскими гражданами, будут высланы за пределы РСФСР», Добржинский заговорил.
Свое честное слово Дзержинский с Артузовым сдержали. Именно это предопределило отношение Игнатия к советской спецслужбе и его будущую судьбу: он стал ее союзником. Первое задание, которое ему предстояло выполнить, было связано с ликвидацией второй польской резидентуры, действовавшей в Петрограде. Ее резидент Виктор Стацкевич, работавший на центральной военной радиостанции и использовавший ее для связи со 2-м отделом польского Генштаба, насколько знал Добржинский, тяготился сотрудничеством с «двуйкой» и сочувствовал большевикам. Перед чекистами открылась еще одна уникальная возможность и эту агентурную сеть взять под свой оперативный контроль.
По согласованию с Дзержинским Артузов вместе с Доб-ржинским выехали в Петроград. Там Игнатий провел подготовительную беседу со Стацкевичем, в результате которой тот сам пришел в номер гостиницы, где остановился Артузов.
В разговоре с Артузовым Стацкевич сообщил известные ему сведения о резидентуре и выразил согласие сотрудничать с ВЧК. Таким образом, к концу июля 1920 года польская разведывательная сеть в России перестала существовать, а в жизни и судьбе Игнатия Добржинского наступил новый и важный этап.
По ходатайству Артузова он был зачислен в состав опергруппы как сотрудник для особых поручений О О ВЧК. В целях конспирации и собственной безопасности Игнатий взял себе фамилию Сосновский и до конца жизни носил ее. В августе вместе со Стацкевичем и Артузовым он выехал на Западный фронт и приступил к выполнению очередного задания, на этот раз связанного с проникновением в нелегальные структуры «Польской организации войсковой» — подпольной военной организации, созданной во время Первой мировой войны в целях борьбы за освобождение польских территорий из-под российского владычества.
К тому времени обстановка на фронте серьезно осложнилась. Правительство Пилсудского, опираясь на поддержку белогвардейцев и политических кругов Великобритании и Франции, предприняло очередную попытку свергнуть власть большевиков. Против Красной армии были брошены все резервы. Ее тяжелое положение на фронте осложнялось разведывательно-повстанческой деятельностью ПОВ. В связи с этим Сосновский и Стацкевич вынуждены были приступить к выполнению задания немедленно. Они пошли по кратчайшему и весьма рискованному пути — искать себе помощников среди актива организации.
Опытный оперативник и тонкий психолог, Игнатий знал, как подобрать ключ к сердцу человека, пусть даже противнику, — к пленным членам ПОВ. Не только яркий дар убеждения, но и собственный пример стал весомым аргументом для ряда из них. После нескольких дней активных бесед на сторону чекистов перешли сначала два, а затем еще три человека. Опираясь на эту группу, Сосновский приступил к реализации оперативного замысла по проникновению в нелегальные структуры ПОВ.
Возможно, где-то удача, а скорее всего, профессиональный опыт и знание изнутри особенностей работы польской спецслужбы вывели группу Сосновского на одно из ключевых звеньев нелегальной сети ПОВ, так называемую боевку. По заданию польской разведки ее агенты-боевики готовили террористический акт против командующего Западным фронтом М. Тухачевского. Благодаря помощи Юны Пшепилинской, которую привлек к сотрудничеству Игнатий (впоследствии она стала его женой), особисты своевременно получили информацию о ходе подготовки покушения и сумели его предотвратить.
С помощью других помощников из числа членов ПОВ Сосновскому и Стацкевичу удалось выявить еще ряд польских агентов и диверсантов. В процессе последующей разъяснительной работы с ними, проводившейся Артузовым и Сосновским, некоторые из них «идейно разоружились» и перешли на сторону советской власти. Такой поворот в операции подтолкнул контрразведчиков к новому и неординарному ходу. По согласованию с руководством ВЧК Артузов с помощью Сосновского решил нанести еще один мощный, на этот раз пропагандистский, удар не только по польской разведке, но и по армии.
В первых числах октября 1920 года над окопами польской армии несколько дней кружил старенький «фарман». Из него на головы солдат и офицеров вместо бомб сыпались тысячи листовок. Это было «Открытое письмо к товарищам по работе в ПОВ — офицерам и солдатам польской армии, также студентам — товарищам по университету от Игнатия Добржинского».
В нем Добржинский писал: