14 февраля 1964 г. на встрече с представителями советского посольства в Вашингтоне заявил, что решение изменить Родине вынашивал давно и покинул Советский Союз по политическим мотивам, и в тот же день получил от властей США право политического убежища. В настоящее время, находясь в США, выдает американским властям известные ему совершенно секретные сведения, составляющие государственную тайну, в совершении преступления, предусмотренного пунктом «а» статьи 64 УК РСФСР».
Двадцать второго июня 1964 года обвинительное заключение против Носенко было утверждено заместителем Главного военного прокурора и направлено в Военную коллегию Верховного суда СССР. Состоявшееся 23 июля заседание коллегии вынесло Носенко следующий приговор:
«Носенко Юрия Ивановича признать виновным в измене Родине и на основании пункта «а» статьи 64 УК РСФСР подвергнуть смертной казни — расстрелу с конфискацией всего лично ему принадлежащего имущества.
На основании статьи 36 УК РСФСР лишить Носенко воинского звания «капитан» и внести представление в Президиум Верховного Совета СССР о лишении его правительственных наград.
Внести представление Председателю Комитета Государственной Безопасности при СМ СССР о лишении Носенко медали «За безупречную службу» III степени.
Приговор обжалованию и опротестованию в кассационном порядке не подлежит».
А в результате проведенного в КГБ служебного расследования многие сотрудники понесли наказание. Трое были уволены из органов с лишением воинских званий, еще троих просто уволили, к десятерым применили суровые дисциплинарные санкции. Начальник Второго главного управления генерал-лейтенант Грибанов был отстранен от должности, а больше сотни сотрудников были отозваны из зарубежных командировок и стали невыездными.
Пребывавший в США Носенко явно нервничал, и не без оснований, опасаясь, что ЦРУ не выполнит своих обещаний, и запил, вскоре дойдя до того, что, как вспоминает Хелмс, не хотел заниматься ничем, кроме попоек и кутежей. Порой доходил до беспамятства. Так, например, однажды он вдруг начал бить посуду в баре в Балтиморе, и лишь с большим трудом удалось замять скандал. И действительно, новая жизнь в США для Носенко вскоре обернулась кошмаром. Для Энглтона и Бегли история с бегством Носенко служила лишь способом отвлечь внимание от информации Голицына о «кротах» в ЦРУ и довести до Запада информацию о том, что КГБ не имеет никакого отношения к Освальду и убийству Кеннеди. Эти подозрения на первый взгляд казались обоснованными. Было очень странно слышать, что КГБ не проявил внимания к Освальду, бывшему морскому пехотинцу, да еще служившему оператором радара на военной базе самолетов «У-2» в Ацуги в Японии. К тому же если Освальд убил президента Кеннеди по собственной инициативе, то вполне вероятно, что советское руководство могло «подкинуть» ЦРУ перебежчика, дабы убедить США в своей непричастности к убийству.