Прибыв в США, Зарубин приложил максимум усилий для выполнения поставленных перед ним задач. И хотя в 1941 году нью-йоркская резидентура насчитывала всего тринадцать человек, ее сотрудники сумели проникнуть в правительственные учреждения и военно-промышленные объекты США. Среди тех, кто в годы войны работал в США, следует отметить Леонида Квасникова, Семена Семенова, Виктора Лягина, Александра Феклисова, Анатолия Яцкова, Константина Чугунова, Михаила Шаляпина, Ольгу Шимель и Степана Апресяна, который исполнял обязанности резидента после отзыва Зарубина в Москву в августе 1944 года.
Будучи резидентом, Зарубин не только требовал от своих сотрудников расширения агентурной сети, но и сам постоянно искал новые источники. Так, в конце 1942 года им был установлен контакт с бывшим министром авиации Франции Пьером Котом, эмигрировавшим в США в 1940 году. Связь с ним продолжалась до конца 1943 года, когда Пьер Кот выехал в Алжир. Среди других завербованных агентов можно назвать инженеров Джоэля Барра и Альфреда Саранта.
Непревзойденной вербовщицей показала себя Елизавета Юльевна. В резидентуре она отвечала за линию политической разведки. Находясь в США, Зарубина поддерживала связь с двумя десятками агентов, среди которых было немало весьма ценных источников. Она быстро завоевывала доверие людей, свободно могла выдавать себя за американку, француженку, немку, а когда требовалось — и активистку сионистского движения. Создание разведсети — дело далеко не простое. Но красавица Елизавета не боялась трудностей. Обаятельная, артистичная, она доказала свою состоятельность как разведчицы.
Деятельность Зарубиных оказалась направленной на информирование советского руководства о создании атомного оружия. Никто не ожидал, что агенты советских разведчиков помогут начать проведение операции «Энормоз». В переводе с английского это означает «громадный», «ужасный». И, действительно, предметом этой масштабной операции явилось расследование фатального для всей мировой истории проекта.
Начиналось все обыкновенно. Агент Елизаветы Зарубиной, русская эмигрантка Маргарита Ивановна Воронцова-Коненкова, супруга знаменитого скульптора, была близкой подругой Альберта Эйнштейна. Коненковы часто гостили в доме великого ученого. Создатель теории относительности испытывал к Маргарите Ивановне самые нежные чувства. Он даже посвящал ей свои стихи и писал письма, когда в 1945 году супруги Коненковы вернулись в СССР. Эйнштейн несколько раз упоминал в своих разговорах с Маргаритой Ивановной о том, что стоит на пороге величайшего открытия. Он не подозревал. что содержание этих разговоров становилось известным советской разведчице Зарубиной. Елизавета Юльевна попросила Коненкову поинтересоваться у Эйнштейна, в чем состояла суть этого открытия. Бесконечно далекая от мира науки Маргарита Ивановна расспросила великого физика о его замыслах. Эйнштейн был приятно удивлен интересом своей возлюбленной к его занятиям. Он не только рассказал ей обо всем, но и для лучшего понимания набросал несколько схематичных рисунков. Коненкова не решилась вызвать недоверие у своего близкого друга и потому не взяла их. Но хорошая память позволила ей в точности воспроизвести наброски Эйнштейна.
В окружение Коненковой входил и Роберт Оппенгеймер, талантливый ученый, известный своими левыми взглядами. Через своих агентов Зарубиной удалось подружиться с его супругой Кэтрин, которая симпатизировала Советскому Союзу. Елизавета Юльевна сумела через нее убедить Оппенгеймера воздерживаться от публичного выражения своих политических взглядов, чтобы не привлечь внимание сотрудников ФБР.
Спустя некоторое время в работе над созданием атомного оружия приняли участие вывезенные из фашистской Германии ученые. Они трудились под руководством Оппенгеймера. Одним из них был Клаус Фукс, впоследствии передавший Советскому Союзу секрет атомной бомбы.
Об отношении нашей героини к своей работе Вячеслав Лашкул рассказывал: «О трудоспособности Елизаветы Зарубиной говорит хотя бы вот что. Когда в годы Великой Отечественной войны она работала уже в легальной резидентуре Советского Союза в США, на связи у нее были двадцать два агента, в том числе наиболее ценные источники информации. И Лиза успевала регулярно проводить встречи со связниками в Вашингтоне, Нью-Йорке, Сан-Франциско и других городах Америки».
И еще несколько слов о причастности Елизаветы Юльевны к операции «Энормоз». Беженец из Польши вывел Зарубину на другого выдающегося американского физика — Сцилларда. При помощи ученого к разработке атомного проекта в США были подключены многие агенты советской разведки.