В 1939 году Фукс обращается в министерство внутренних дел Великобритании с ходатайством о принятии его в британское подданство. Почти одновременно нацистская Германия подписывает с Советским Союзом Договор о ненападении, известный как пакт Молотова — Риббентропа, который вызвал столько замешательства и растерянности у коммунистов и их политических попутчиков. В своих признаниях на суде в 1950 году Фукс говорил, что тогда он испытал первые сомнения в отношении советской политики, но в конце концов сказал себе: «Мои сомнения ошибочны, а партия права». Спустя месяц, уверенная в советском нейтралитете, Германия напала на Польшу, а Великобритания в ответ на это объявила Германии войну. Семьдесят тысяч проживавших в стране немцев и австрийцев, в числе которых находился и Фукс, были объявлены враждебными иностранцами. В мае следующего года его интернируют в лагерь на острове Мэн, а затем переводят в лагерь Шербрук в канадской провинции Квебек. В декабре того же года в результате неустанных усилий Борна и Ганна Фукса освобождают, и он возвращается в Англию. С этого времени начинается взлет в его карьере.
В начале 1940 года Отто Фриш покидает Бирмингемский университет и переезжает в Ливерпуль, для того чтобы совместно с Джеймсом Чедвиком заняться там экспериментами с плутонием. Блестящий научный тандем Пайерлс — Фриш распался, и Пайерлс вспомнил о Клаусе Фуксе, которого он неоднократно встречал в Эдинбурге. Он был знаком с научными статьями Фукса, написанными совместно с Борном. Для приглашения немецкого исследователя требовалось разрешение службы безопасности, и он попросил Борна и Мотта дать Фуксу рекомендации. Тем временем сам Пайерлс, который был беженцем, получил британское подданство и на его основании допуск без ограничения к британским ядерным исследованиям. Его лаборатория в университете Бирмингема стала составной частью британского проекта по созданию атомной бомбы, получившего кодовое наименование «Тьюб эллойз» («Сплавы для труб» — англ.). Но в досье Фукса оказалось два неблагоприятных для него документа. Первый, относящийся к 1934 году и полученный из германского консульства, касался его прошлых дел с коммунистами, а второй подтверждал содержание первого документа и исходил из контрразведки МИ-5, которая ссылалась на своего информатора из числа немецких беженцев. Поскольку Германия и Советский Союз были в то время союзниками, Фукса с полным основанием могли рассматривать как человека, представляющего для Великобритании большой риск. Но рекомендации Фуксу, пришедшие из высоких сфер, его устойчивая репутация антифашиста и большая польза от его участия в важной военной программе перевесили негативное влияние его коммунистического прошлого. В июне 1941 года, еще до прихода извещения об ожидавшей его работе, Фукс получил разрешение службы безопасности на допуск к секретной деятельности. После этого он дал подписку о соблюдении требований Закона о государственных секретах.
Работа, возложенная на Фукса, относилась как раз к той области, которую правительственный Комитет по научным исследованиям (SAS) считал абсолютно приоритетной — расчет критической массы урана-235. Фукс также взялся за решение проблемы разделения изотопов методом газовой диффузии, который станет впоследствии его специализацией. Едва он успел поближе познакомиться с этой не освоенной учеными областью науки, как нацисты напали на Советский Союз. Фукс сразу же принимает решение.
«Разработка атомной бомбы, — сказал он себе, — может обернуться против Советского Союза». Впоследствии на суде он дал такие объяснения: «В то время я полностью доверял советской политике и считал, что западные союзники намеренно обрекли Советский Союз и Германию на беспощадную, смертельную для обеих стран битву. Я не испытывал ни малейших колебаний по поводу передачи имевшейся в моем распоряжении информации, даже если иногда мне приходилось передавать данные, касавшиеся результатов моей собственной работы». Каждый месяц он печатал на машинке под копирку свои отчеты, направляя оригинал профессору Пайерлсу, у которого он прочно обосновался, а копию — своему советскому знакомому, которого он даже не знал по фамилии.
В интервью немецкому кинопродюсеру Иоахиму Хельвигу, данном в 1980-м и опубликованном на русском языке в 1991 году, Фукс объясняет, как он действовал:
«…после того как я начал работать над проблемами цепной нейтронно-урановой реакции, мне стало совершенно ясно, что эти исследования могут стать поворотным пунктом и революцией в современной технике. Окончательно убедившись в этом, я в конце 1941 года в один из своих первых приездов в Лондон связался с одним товарищем, который, как я предполагал, мог передать имевшуюся у меня информацию советским представителям. Я проинформировал его в самых общих чертах о характере имевшейся у меня информации и уехал в Бирмингем.
Когда я в следующий раз приезжал в Лондон, этот товарищ сообщил мне один лондонский адрес, куда я должен был прийти в определенное время. На первое время этот лондонский адрес стал моей личной квартирой. Позднее был найден более конспиративный метод организации этих встреч: в определенное время я должен был встречаться с другим товарищем, на этот раз женщиной, причем каждый раз мы обговаривали и назначали новые места встреч, включая соответствующие опознавательные признаки…»
Вспоминает Юрген Кучински, в прошлом профессор кафедры политической экономики Берлинского университета, директор института экономики Академии наук ГДР:
«…вначале я связал его с одним товарищем из советского посольства, а затем, когда этот контакт в силу различных обстоятельств прервался, я связал его с Соней. Таким образом, я дважды связывал его с советскими представителями. То, что он, обладая такой важной информацией, сам решил передать ее Советскому Союзу, показалось мне абсолютно правильным и необходимым в той ситуации. Я всегда считал Клауса Фукса не только настоящим коммунистом, но и замечательным человеком…»
Первым советским товарищем, с которым его познакомил Кучински, был Семен Кремер — помощник советского военного атташе. Фукс знал его по прозвищу Александр. Как указал в своем признании на суде Клаус, тот товарищ (Кучински) поддерживал «постоянные отношения с лицами, которые мне были совсем не знакомы и в отношении которых я знал лишь то, что они передавали советским властям всю ту информацию, которую я мог им сообщить».
Прозвище, в отличие от оперативного псевдонима, используется в более или менее открытых отношениях между людьми. Посторонние люди, то есть третьи лица, могут его слышать или видеть его написание, причем оно известно человеку, который его носит. В то время как оперативный псевдоним используется только в секретных сообщениях, обычно зашифрованных, и может быть не известен тому лицу, в отношении которого он используется, прозвище может звучать как обычное имя, например Сэм, а оперативный псевдоним, как мы уже видели, может звучать абстрактно, как, например, «Сирота», «Девушка» и т. д.
То, что Кремер использовал прозвище, чуть было не привело к провалу Фукса, который был не болтлив, но не знал правил конспирации. После первой встречи с Александром в укромном уголке Гайд-парка неподалеку от советского посольства, расположенного в Кенсингтон-Пэлес-Гарденс, у Фукса вдруг появились сомнения в отношении своего собеседника, и во время своего следующего приезда в Лондон он отправился в посольство, с тем чтобы их проверить. По счастливой случайности Кремер оказался на месте и смог успокоить его, но необдуманная инициатива Фукса была серьезным нарушением правил конспирации. Это просто чудо, что британские спецслужбы не засекли его и не взяли под наблюдение. Чудо и то, что Кремер смог взять это дело в свои руки после того, как осенью 1940 года перебежчик Вальтер Кривицкий на допросах в Службе безопасности МИ-5 определенно указал на него как на сотрудника разведки. Как бы то ни было, после такой оплошности Фукса необходимо было самым тщательным образом соблюдать осторожность. В ходе личных встреч Фукс рассказал Кремеру, что завод по разделению изотопов будет сооружен в северном Уэльсе и что американщы и англичане совместно работают по проекту создания атомной бомбы. Со своей стороны, Кремер провел с Фуксом инструктаж в отношении соблюдения правил конспирации в разведке. После этого Фукс был передан на связь другому оперативному сотруднику.