Однажды, в августе 1984 года, агенты ФБР, державшие советское консульство в Сан-Франциско под наблюдением, заметили женщину, выходившую из машины, которую позже проследили до отделения ФБР в Лос-Анджелесе. Это была Светлана Огородникова. Соответственно бригада ФБР по наружному наблюдению предположила, что какой-то агент из лос-анджелесского отдела был замешан в чем-то таком, что привело его к контакту с советским консульством.
Чего они не знали, так это того, что Огородникова, войдя в консульство, имела при себе жетон и документы Миллера в качестве доказательства того, что человек в припаркованной неподалеку машине — агент ФБР. При ней также находилась инструкция ФБР по сбору разведывательной информации. Эту копию передал ей Миллер, сделав ее в отделении на копировальной машине. ФБР позднее описывало это 24–страничное секретное руководство как справочник, который мог предоставить «детальную картину разведывательной деятельности ФБР и США».
Огородникова, как считали в ФБР, являлась агентом КГБ, занимавшимся поиском кандидатов для вербовки сотрудниками КГБ, работавшими под дипломатическим прикрытием. Отделение ФБР держало ее под наблюдением по той причине, что она была не простым советским эмигрантом. Она и ее муж, Николай Огородников, эмигрировали в США в 1973 году.
После их первой встречи в Сан-Франциско, замеченной агентами ФБР, у нее и Миллера происходили «многочисленные личные встречи», как об этом говорило ФБР. ФБР усилило наблюдение за ними и начало готовить операцию под кодовым наименованием «Хлыстовик».
Огородникова хотела, чтобы Миллер узнал местопребывание майора КГБ Станислава Левченко, сбежавшего на Запад, и Виктора Беленко, пилота, который на своем МиГ–25 в 1976 году бежал в Японию. Миллер не предоставил эту информацию.
В сентябре 1984 г. ФБР почти уже было готово к тому, чтобы их взять. Однако Миллер 27 сентября 1984 года рассказал Своему непосредственному начальнику, П. Брюсу Кристенсену, главе контрразведывательного отдела лос-анджелесского отделения ФБР, о том, что в течение нескольких последних месяцев он работал на себя, внедряясь в КГБ в качестве двойного агента. Он заявил, что надеялся обмануть Светлану Огородникову и КГБ, заставив их думать, что он является предателем и что это было частью его плана. В ФБР, однако, полагали, что он каким-то образом обнаружил, что за ним ведется наблюдение.
После продолжавшегося несколько дней допроса агенты ФБР арестовали Миллера (ночью 3 октября). В его квартире во время обыска были найдены секретные и конфиденциальные документы. Огородниковы также были арестованы, и в их квартире были обнаружены шифроблокноты, а также оборудование для микрофотосъемки.