Поляков был разоблачен военной контрразведкой и арестован 7 июля 1986 года.
Во время обыска в его квартире и на даче были обнаружены предметы шпионской экипировки — листы тайнописной копирки, шифровальные блокноты, специальные приставки к миниатюрному швейцарскому фотоаппарату «Тессина», особым способом изготовленная фотопленка «Кодак», шариковая ручка для нанесения тайнописи и инструкции по организации связи с разведчиками ЦРУ в Москве и за границей.
С самого начала своего сотрудничества с ФБР, а затем и с ЦРУ он стал передавать американцам особо охраняемую спецслужбами информацию об агентах-нелегалах, об американцах, завербованных советской разведкой, о способах связи с агентами в СВР и ГРУ, тем самым завоевав безграничное доверие американских специальных служб.
За время работы на ЦРУ предатель, помимо информации военно-политического и стратегического характера в области военного строительства и международных отношений (данные о советско-китайских отношениях, сведения о новом вооружении Советской армии, более ста выпусков секретного периодического журнала «Военная мысль», издаваемого Генеральным штабом, и т. д.), выдал американцам девятнадцать советских разведчиков-нелегалов, более ста пятидесяти агентов-иностранцев, работавших на СССР, сдал всех, кого знал из числа действующих кадровых сотрудников советской разведки и контрразведки (более полутора тысяч офицеров — своих коллег).
Причем он работал на американцев, в отличие от других известных нам агентов ЦРУ, практически бескорыстно, не получая денежной компенсации за свое предательство.
Его просьбы к своим кураторам из ЦРУ ограничивались охотничьими ружьями, которые он коллекционировал, и рыбацкими и охотничьими принадлежностями.
ЦРУ считало Полякова самым ценным агентом второй половины двадцатого века, американцы особо тщательно оберегали его и не позволяли КГБ выйти на его след ни на одном из каналов связи.
Мы в первом отделении первого отдела В ГУ в те годы были уверены в существовании особо ценного агента ЦРУ, с которым проводились дерзкие агентурные акции по связи, знали районы и время их осуществления, фиксировали их внешние признаки, но перехватить эти конспиративные операции американцев с Поляковым нам не удалось, не представилось возможным так же, как и в работе по Толкачеву.
То, что мы так и не перехватили операции ЦРУ по контакту с Поляковым, было нашей серьезной неудачей.
И еще один успешный захват с поличным сотрудников ЦРУ в Москве, в котором я принимал участие не в составе группы захвата, а уже в качестве начальника управления, мы осуществили буквально накануне третьего тысячелетия.
В официальных российских СМИ в свое время была опубликована информация следующего содержания:
Черри Либернайт была объявлена персоной нон грата и покинула Москву.
Эта акция и высылка Либернайт стала ответом контрразведки на высылку из США второго секретаря посольства России в Вашингтоне Станислава Гусева, который был обвинен американцами в сборе информации с помощью прослушивающего устройства, установленного в Госдепартаменте США.
В ходе официальных контактов с представителями ЦРУ в Москве и Вашингтоне стороны неоднократно заявляли о целесообразности не выносить на политический уровень негативные рабочие моменты, способные повлиять на обострение российско-американских отношений.
Поэтому после задержания и краткой беседы с Либернайт, во время которой американка только нахально улыбалась и отказывалась отвечать на какие-либо вопросы, я дал команду пригласить по существующему каналу связи в приемную для разбирательства не сотрудника консульского отдела посольства США, как это обычно происходит, а руководителя в то время резидентуры ЦРУ в Москве Данинберга.
Прибывшему в приемную ФСБ американцу объяснили ситуацию и предложили в соответствии с договоренностями и во избежание скандала на политическом уровне признать Черри Либернайт своей сотрудницей и забрать ее с собой в посольство США.
Американец, недолго колебавшись, категорически отказался это сделать, заявив, что он «эту даму» не знает, к ЦРУ она отношения не имеет. Он предложил действовать в соответствии с международными правилами, пригласив для официального разбирательства консульского работника посольства США в Москве, что и было нами сделано.
Это яркий пример того, что в критических ситуациях договоренности между спецслужбами не всегда срабатывают. На первый план выходит основополагающий принцип — никогда официально не признавать участия своей спецслужбы в разведывательной операции.