Тогда на дальнейших допросах Клаусу Фуксу предъявили уличающие его вещественные доказательства, полученные от ФБР: расшифрованную телеграмму о его встрече с Голдом, план Санта-Фе, фотографии Голда и фильм. При этом Скардон настойчиво утверждал, что человек, изображенный на фотографиях, был тем лицом, которому Фукс передавал секретные материалы в США. Но Клаус продолжал все отрицать.
Во время допросов Фукс не отстранялся от работы в Харуэлле. Видимо, это делалось преднамеренно, чтобы окружающие его коллеги давили на его психику. Многие сотрудники Харуэлла тогда уже знали, что глава отдела теоретической физики подозревается в шпионаже и его допрашивают контрразведчики.
Надо признать, расчет опытных английских следователей оказался правильным. Позднее, уже находясь в ГДР, сам Фукс скажет: он сделал роковую ошибку, когда на прямой вопрос своего друга, заместителя директора атомного центра Скиннера, дал невразумительный ответ, из которого можно было сделать вывод о его, Фукса, сотрудничестве с советской разведкой.
Свою ошибку агент объяснил тем, что под влиянием допросов и предъявляемых улик он находился в шоковом состоянии. Кроме того, как рассказал сам Фукс, в ходе допросов он пришел к выводу, что Голд выдал его. Об этом свидетельствовал не только предъявленный план Санта-Фе, который он передал Голду, но и показанные ему фотографии и фильм. На некоторых снимках Голд был сосредоточенным, напряженно думающим. По мнению Фукса, эти фото сделаны до предательства. На других же фотографиях он выглядел расслабленным, спокойным, довольным, что, по мнению ученого, означало, что эти снимки появились уже после того, как он во всем признался ФБР.
Находясь в крайне тяжелом психическом состоянии и твердо считая, что Голд его выдал, Фукс после мучительных колебаний решил признаться.
На встрече со Скардоном 13 января 1950 г. Фукс заявил, что он передавал Советскому Союзу секретные материалы по атомной бомбе. Затем он рассказал, каким образом и что именно за материалы вручил советской разведке в 1942—1943 годах в Англии, 1944—1945 годах в США и в 1947—1949 годах снова в Англии. Фукс показал, что секретную информацию он передавал лицам, подлинные имена которых ему были неизвестны. В Соединенных Штатах он вручал материалы человеку, которого опознал на одной из показанных ему фотографий. Называл его «Раймондом». По внешнему описанию, сообщенному Фуксом, английская контрразведка определила, что в 1942—1943 годах он передавал секретные материалы Урсуле Кучинской. Кто с ним поддерживал контакт в 1947—1949 годах, МИ-5 установить не удалось.