Возвратившись в миссию, вице-адмирал Харламов направил начальнику военной разведки генерал-лейтенанту Ильичеву срочное донесение:
«Фельдмаршал Брук сообщил, что операция «Оверлорд» начнется в ближайшие дни. Окончательное решение будет принято 2 июня. Приглашен принять участие в операции союзников. Прошу вашего согласия».
Донесение Харламова было немедленно доложено заместителю начальника Генерального штаба генералу армии Антонову. Он знал о том, что операция союзников должна была начаться 31 мая. Об этом Антонову сообщили военные атташе США и Англии, с которыми он встречался в конце апреля в Генеральном штабе. С открытием второго фронта в войне против фашистской Германии наступал новый, завершающий этап. Антонов знал, что тот, кто вынужден воевать на двух фронтах, обречен на поражение. Разгром фашистской Германии стал неизбежен.
Антонов считал, что участие Харламова в операции союзников было необходимым. Красная Армия и военно-морской флот еще не имели опыта проведения совместных операций такого масштаба, как «Оверлорд».
Количество войск, предназначенных для переброски через Лa-Манш, союзники держали в строжайшем секрете. Процесс подготовки к вторжению тоже являлся строгой военной тайной. 10 марта 1944 года английский военный кабинет принял постановление, по которому въезд и выезд населения из районов, имевших отношение к исходной позиции, без разрешения властей запрещался. Были отменены отпуска для всех военнослужащих; дипломаты всех стран, кроме СССР и США и доминионов, не могли покидать Великобританию без специального на то разрешения. Они также не могли посылать или получать через курьеров, по телеграфу или диппочтой не проверенные цензурой сообщения.
Вице-адмирал Н. М. Харламов, вспоминая дни, предшествовавшие операции «Оверлорд», писал: «В интересах скрытности штаб, разрабатывающий операцию, на два месяца был полностью изолирован от внешнего мира. Никто из штабных работников не имел права выходить за пределы установленной и строго охраняемой зоны. Внешняя телефонная связь в помещениях отсутствовала. Вместе с тем был специально сформирован фиктивный штаб группы армий, расположенный в Юго-Восточной Англии. Он занимался планированием вторжения через Па-де-Кале и искусно снабжал фашистскую агентуру ложными сведениями. Были также приняты меры и для подавления системы технического наблюдения противника. Еще задолго до вторжения союзники знали почти все места расположения радиолокационных станций на французском побережье, но не разрушали их, намереваясь вывести эти станции из строя в такой момент, который исключал бы возможность их восстановления к началу операции. Радиолокационные станции были подвергнуты массированному воздушному удару за три дня до высадки, что существенно нарушило вражескую систему технического наблюдения»