2-й отдел осуществлял так называемую микрофонную и телефонную работу, производил перлюстрацию, обслуживал правительственные органы высокочастотной (далее – ВЧ) связью, изготовлял необходимые в оперативной работе отделов различного рода документы, производил секретные выемки.
Кроме обеспечения оперативных отделов НКВД техническими средствами прослушки и наблюдения, 2-й отдел занимался и проведением научно-исследовательских и экспериментальных работ в этой области.
7 августа 1937 года руководством НКВД было принято решение на базе Оперода и Спецотдела ГУГБ организовать 12-й (оперативно-технический) отдел ГУГБ. Целью объединения было обеспечить максимальную централизацию оперативно-технической работы и усилить агентурно-оперативную работу за счет грамотного применения высококачественных технических средств.
На укомплектование 12-го отдела Центрального аппарата выделялись штаты и личный состав 5-го, 6-го, 7-го, 8-го и 9-го отделений 2-го отдела, 5-го отделения 9-го отдела и спецгруппы 3-го отдела ГУГБ. По стране создается сеть 12-х отделов и отделений УГБ в областных Управлениях НКВД. Начальником 12-го отдела ГУГБ стал Жуковский.
23 октября 1937 года приказом Управления НКВД Ленинградской области опытная радиолаборатория была выделена из 9-го отдела УГБ УНКВД и передана во вновь организованный 12-й отдел. Начальником радиолаборатории остался Л. А. Гаухман.
Руководством НКВД и 12-го отдела было принято решение о передислокации бывшей лаборатории Спецотдела (5-е отделение 9-го отдела ГУГБ) из Москвы на территорию расформированной лаборатории НКС в Кучино.
Большая территория бывшей усадьбы графа Рябушинского, где располагалась лаборатория НКС, и новый лабораторный корпус, построенный и оборудованный для нее в 1936 году, позволили лабораториям 12-го отдела в значительной степени улучшить производственные условия работы.
28 марта 1938 года 12-й отдел ГУГБ НКВД был реорганизован в Отдел ОТ НКВД. Временно исполняющим обязанности начальника Отдела был назначен М. С. Алехин. 19 июня 1938 года Отдел стал называться 2-м спецотделом НКВД СССР.
Были укрупнены старые и созданы новые отделения. Впервые в составе этого отдела появилась возможность образования в центральных органах безопасности единого головного научно-технического подразделения, обеспечивающего специальными средствами оперативные подразделения ГУГБ и НКВД.
В структуре отдела появилась Центральная лаборатория оперативной техники (далее – ЦЛОТ), состоящая из 2-х отделений, в штат которых после специальных проверок была зачислена часть специалистов лабораторий Оперативного и Специального отделов и лабораторий НКС. В каждом отделении предусмотрели научно-исследовательскую часть и производственные мастерские. Штатным расписанием определили составы только научно-технических направлений.