Между тем работать становилось все сложнее. В 1957 году в Нью-Йорке был арестован советский разведчик-нелегал Вильям Фишер, назвавшийся при аресте Рудольфом Абелем, параллельно с которым работали супруги Филоненко. Во избежание их расшифровки и сохранения созданной ими агентурной сети, имевшей выходы на США, Центр принял решение изменить условия связи с разведчиками-нелегалами. Любые контакты с ними через тайники и связных были прекращены. Связь с Центром поддерживалась теперь только по радио. Разведчикам передали новейшую коротковолновую быстродействующую радиостанцию, «выстреливавшую» сообщения в эфир сжатым «пакетом» за несколько секунд. Анне Федоровне пришлось вспомнить свою военную специальность радистки.
В те годы спутниковой связи еще не существовало. Поэтому в составе советской китобойной флотилии, ведущей промысел в водах Антарктики, под видом китобойного судна находился специальный корабль. Его мощный узел связи использовался в качестве усилителя и ретранслятора радиосигналов, поступавших от нелегалов. Это были годы «холодной войны», и информация, передаваемая разведчиками, носила тревожный характер: в Вашингтоне вовсю гремели военные барабаны.
В жизни разведчиков-нелегалов были и драматические моменты. Однажды Михаил Иванович отправился в деловую поездку по континенту. Вскоре по радио сообщили, что самолет, на котором он должен был лететь, потерпел катастрофу. Можно представить себе состояние Анны Федоровны, когда до нее дошел смысл этого сообщения: вдова нелегала с тремя малолетними детьми на руках в чужой стране! К счастью, Михаил Иванович опоздал на злополучный рейс: до вылета самолета он проводил важную встречу со своим источником информации и задержался.
Постоянные стрессовые ситуации, которых у разведчиков было немало, сказались на здоровье Михаила Филоненко. В начале 1960 года он перенес обширный инфаркт и работать с прежней нагрузкой уже не мог. В июле того же года Центр принял решение отозвать супругов-нелегалов на Родину. Домой они ехали с целым чемоданом денег. Это были партийные взносы, которые они аккуратно откладывали за границей, чтобы сдать в партийную кассу по возвращении в Москву. Агентурная сеть, созданная их усилиями, была передана на связь другому сотруднику нелегальной разведки и продолжала действовать еще много лет.
Путь на Родину занял много времени. Супруги с детьми переезжали из одной страны в другую, чтобы скрыть от контрразведки противника свой истинный маршрут. Наконец они добрались до Европы, а оттуда — на поезде пересекли советскую границу. Они не могли скрыть слез радости и запели: «Широка страна моя родная!» А дети с изумлением слушали незнакомую им русскую речь. Ведь двое из них родились на чужбине и никогда не слышали иного языка, кроме португальского, чешского или испанского. В этот момент они, наверное, подумали, что их родители сошли с ума. Тоща старший сын Павел закричал: «Я все понял! Ведь вы — русские шпионы!» Видимо, в его памяти отложилось, как в не столь далеком 1951 году он с родителями пересекал китайскую границу, бредя по пояс в снегу. Впоследствии дети долго привыкали к новому дому, русскому языку и даже к своей настоящей фамилии.