冷战那几年，美苏两国在各个领域较量不停，美国在经济和科技上占上风，但情报战场上苏联那边让美国人头疼不已。苏联情报机构通过内务人民委员部和克格勃在美国建起网络，从政府到科研军工再到大学，全都渗透进去。间谍们把美国机密文件源源不断传到莫斯科，特别是原子弹开发细节，这让苏联原子弹研究速度飞快。美国1945年投下原子弹，苏联1949年就测试成功第一颗原子弹，这中间苏联间谍功不可没。

曼哈顿计划是美国原子弹核心项目，从1942年开始集结顶尖科学家，花掉数十亿资金。苏联间谍从1940年代初就盯上这个项目，通过招募有访问权限的美国人传递情报。克劳斯·富克斯从1942年加入英国原子弹项目开始向苏联传递铀浓缩技术细节，1943年底转到美国哥伦比亚大学，继续专注气体扩散法分离铀235。1944年8月他进入洛斯阿拉莫斯实验室理论物理部门，计算内爆式钚弹能量产量和内爆方法，通过信使哈里·戈尔德传递情报。

1945年富克斯提供内爆弹理论、尺寸、部件、中子引发器、钚239和铀235临界质量、铀浓缩气体扩散过程、钚生产速率，以及1945年7月在新墨西哥州三一测试细节，这些测试用于对日本投放。战后1946年他提供爱德华·泰勒氢弹设计和与约翰·冯·诺伊曼共同申请热核武器专利，描述辐射内爆。1947年返回英国哈威尔工作，在六次会面中向苏联联络人亚历山大·费克利索夫传递氢弹理论大纲、埃尼威托克环礁铀和钚弹测试结果，以及铀235生产数据。1949年2月至3月他最后一次传递信息。

西奥多·霍尔1944年加入洛斯阿拉莫斯，提供“胖子”钚弹设计详细描述和纯化钚过程。1944年10月他在纽约访问苏联贸易公司阿姆托格，与内务人民委员部代理人谢尔盖·库尔纳科夫会面，递交洛斯阿拉莫斯科学家名单、条件和炸弹科学基础报告。他的室友萨维尔·萨克斯作为信使，将类似报告送到苏联领事馆，并与站长阿纳托利·亚茨科夫会面。1945年春萨克斯被洛娜·科恩取代作为信使。霍尔后来在芝加哥大学继续传递氢弹信息。

朱利叶斯·罗森伯格从1940年至1945年在新泽西州蒙茅斯堡美国陆军信号兵工程实验室担任工程师检查员，从1942年劳动节起被内务人民委员部招募，由谢苗·谢苗诺夫负责，后由亚历山大·费克利索夫监督。他提供数千份机密报告，包括从爱默生无线电公司获得的完整近炸引信。他招募乔尔·巴尔、阿尔弗雷德·萨兰特、威廉·珀尔和莫顿·索贝尔。珀尔提供国家航空咨询委员会文件，包括洛克希德P-80喷气战斗机设计图。朱利叶斯招募姐夫戴维·格林格拉斯，后者在洛斯阿拉莫斯工作，以及拉塞尔·麦克纳特，后者参与橡树岭实验室工厂设计。

1944年2月麦克纳特提供武器级铀制造秘密，朱利叶斯为此获得100美元奖金。埃塞尔·罗森伯格通过打字整理格林格拉斯提供的信息。1944年朱利叶斯和埃塞尔在阿尔伯克基访问格林格拉斯夫妇，招募格林格拉斯，后者同意提供情报。1945年中格林格拉斯发送内爆型核武器粗略草图和12页笔记，这些笔记在纽约公寓由埃塞尔打字，朱利叶斯监督，然后通过信使如哈里·戈尔德和阿纳托利·亚科夫列夫传递。

戴维·格林格拉斯作为陆军中士和机械师，从1944年7月至1946年2月在橡树岭和洛斯阿拉莫斯工作，制作内爆弹高爆炸药透镜模具。他1943年加入青年共产主义联盟，1944年11月被朱利叶斯招募，与妻子鲁思一起。1945年中他发送内爆型炸弹草图和笔记给朱利叶斯。哈里·戈尔德作为信使，从1944年起为富克斯和格林格拉斯传递情报。他从费城乘火车到新墨西哥州接收富克斯文件，然后返回。1945年他从格林格拉斯那里接收草图，通过公园交换传递。

乔治·科瓦尔1944年加入美国陆军，获得安全许可，进入橡树岭实验室接触钚生产过程。1945年他转移到代顿实验室，继续获取关于中子引发器的信息，包括钋-铍引发器设计。1946年他继续传递这些细节。1948年他离开美国，返回莫斯科。

这些间谍行动让苏联获取曼哈顿计划核心，从铀浓缩到氢弹概念全覆盖。苏联情报体系像一张网，覆盖美国智库和实验室，获取雷达、声纳、喷气推进引擎和核设计。间谍使用信使避免直接接触，安排公共场所快速交换文件。苏联间谍将美国核武研发小组变为情报来源，这让美国顶级机密在苏联面前透明。