Фукс решил своими силами помочь Советскому Союзу — результатами своей новой работы. Угрызений совести за то, что он выдает государственные тайны Великобритании, Фукс теперь — после унизительного интернирования — больше не испытывал. Он чувствовал себя только коммунистом. В качестве такового он не признавал и государственных границ, а только барьеры между общественными классами. И пока СССР был единственной коммунистической страной мира, интересы рабочего класса, все равно в какой стране, должны быть идентичны с интересами Советского Союза. Это было так просто.
В конце 1941 года Фукс встретился в Лондоне со своим старым знакомым, с которым он познакомился в Берлине еще в 1933 году — с Юргеном Кучински, тогдашним активистом компартии и агентом советской военной разведки ГРУ, затем верным линии партии живым «рекламным щитом» науки ГДР. Физик намекнул в общих чертах, что может передавать СССР сведения важнейшего значения. Кучински свел Фукса с Семеном Давыдовичем Кремером, официально аккредитованным в советском посольстве в Лондоне в качестве военного атташе, а на самом деле — разведчиком резидентуры ГРУ в Лондоне. Фукс знал его только под именем «Александра». Во время их первой встречи в доме неподалеку от Гайд-Парка Фукс передал своему связнику копии расчетов о высвобождающейся при атомном распаде энергии.
С наивностью и хладнокровием, характерными признаками их нового агента, советские разведчики столкнулись уже несколькими днями спустя. Фукс хотел быть уверен в том, что его сведения поступают действительно по правильному адресу и зашел прямо в посольство СССР, чтобы узнать это. Случайно он столкнулся с Кремером в одном из коридоров здания.
«Александр» на мгновение остолбенел от такого нарушения всех правил конспирации, но быстро затянул Фукса в один из пустых кабинетов и заверил его, что он действительно вышел на внешнюю разведку Советского Союза. Затем он прочитал новичку в разведывательном деле несколько лекций об основных правилах шпионского ремесла.
Действующий по велению совести шпион занимался своим новым делом очень тщательно и поставлял «Александру» лишь результаты своей собственной работы. Но устно Фукс в любом случае сообщал и о принципиальных чертах всего проекта «Трубных сплавов». Вероятно, эти общие данные были важны не столько из-за их содержания, а из-за того факта, что они вообще заставили Москву раскрыть глаза и навострить уши.
Кремль еще не начинал никакой программы по созданию атомной бомбы, хотя признаки ядерных исследований в других странах уже были отчетливо видны. Советские ученые заметили, что с 1940 года в западных научных журналах исчезли статьи об исследованиях ядерного распада. Не нужны были отчеты спецслужб, чтобы понять, что Запад, очевидно, начал осуществление тайного ядерного проекта. В лице Клауса Фукса советские физики получили, однако, источник во внутреннем кругу западных создателей бомбы, который подтвердил, что коллеги в США и Англии создают бомбу из урана-235.