二战时期，苏联红军情报人员完成了一项空前艰巨的任务——获取国家研制计划的情报。早在1941年8月即苏德战争爆发后不久，苏联红军就获得了英国打算将原子能用于军事目的情报。1941年8月8日，时任苏联驻英国大武官秘书的军事侦察员С.Д.克列梅尔（化名巴尔奇）第一次与德裔英国物理学家克劳斯·福克斯接头，后者在大学工作并直接参与原子能军事应用研究。1941年8月10日，时任苏联驻英国大武官的苏联红军驻伦敦情报机构负责人И.А.斯科里亚罗夫（化名布里昂）向莫斯科报告说：“8月8日，巴尔奇与德裔物理学家福克斯见了面。
后者称其在大学物理实验室特别小组对铀弹的研制进行理论研究，预计3个月以后完成工作，届时全部资料将运往以进行工业化生产。此人提供了一份关于铀弹研制原理的简告。如果铀弹研制成功，10公斤铀弹爆炸所产生能量的1%就与1000吨相当。报告将在方便时送回。”
1941年8月至1942年10月，克列梅尔和福克斯共接头4次，从后者手中获得246页关于英国核计划的绝密资料。克列梅尔调回莫斯科后，对福克斯的工作由与莫斯科保持直接联系的女侦察员乌尔苏拉·库钦斯基（化名索尼娅）负责。1942年10月至1943年11月，库钦斯基与福克斯碰头4次，后者提供了324页有关英国研制情况的绝密情报。
与此同时，在英国还活跃着苏联红军总参谋部侦察总局（“格鲁乌”）的地下军事技术侦察机构。1942年，苏联将一名叫扬·切尔尼亚克的侦察员派到英国参与地下军事技术侦察机构的工作。切尔尼亚克曾长期在欧洲从事情报工作，他来英国的目的是招募英国剑桥大学卡文迪实验室工作的物理学家阿兰·南·迈伊（化名阿列克），该实验室是英国从事核武器研制计划的主要机构之一。切尔尼亚克成功地招募了迈伊并在几个月的时间里从后者手中获得142页关于核研究的资料。
斯科里亚罗夫还接到了其他情报人员的有关英国核计划的情报。其中，1942年2月，在斯科里亚罗夫中央的一份报告中说：“据久布阿报告，英国人……在最近6个月购买了所需的爆炸用铀，正在进行用中子轰击铀-235的试验。”
苏联红军侦察总局副局长А.П.潘菲洛夫少将意识到，来自伦敦的这些经不同消息源的情报十分重要。他于1942年5月7日致信苏联科学院铀委员会负责人、放射化学家В.Г.赫洛宾院士，信中说：“情报显示，国外正在进行铀核裂变能量的军事应用的研究，请您说明，这些情报的可靠性有多大？现在是否有研究铀原子裂变能量应用问题的现实基础？”
赫洛宾院士在回信中说：“就您1942年5月7日的询问说明如下：科学院没有任何关于国外实验室在铀裂变所能量应用领域的工作进程资料。不仅如此，近一年来我们所接触的科学文献中也基本没有相关作品。我感觉，这一情况只能告诉我们，相关工作具有重要意义，而且这些工作是秘密进行的。至于苏联科学院各研究所，它们在从列宁格勒后撤的过程中将主要设备遗留在了原地，因而相关工作暂时中断了——因为我们认为，近期（战争期间）将原子能用于军事目的的可能性不大。如果侦察总局掌握有关国外研究所或实验室的原子能研究工作资料，请通报苏联科学院特别处。”
由此，苏联领导人得出结论：铀的问题具有特殊的重要性。这一问题也成为苏联军事侦察部门的“一号问题”。
1943年夏天，苏联军事侦察部门获得了美国总统罗斯福和英国首相丘吉尔8月19日在秘密会谈的内容。两巨头签定了共同研制的秘密协议，但没有将此情况通报斯大林。1943年9月4日，索尼娅将从克劳斯·福克斯处获得的关于美英首脑秘密会议结果报告了莫斯科。情报先后被给苏联最高统帅部科学特派员С.В.卡夫塔诺夫（1946-1951年任苏联高等教育部长）和苏联人民委员会副М.Г.佩尔武欣(1946年起任苏联化学工业部长，1950年起任部长会议副)。1941-1943年，福克斯一共提供了570多页有价值的材料。
1942年10月底，卡夫塔诺夫把И.В.库尔恰托夫（苏联物理学家，苏联“之父”）从喀山召至莫斯科，并委托他对军事侦察部门获取的228页科技材料进行专门评估。库尔恰托夫在对这些材料进行了仔细的研究之后得出结论：英国物理学家在原子研究领域已经走在了苏联科学家的前面。致力于核爆炸研究的英国物理学家有查德维克、迪拉克、福莱尔和科克罗夫特。与他们一起工作的还有从丹麦和法国移居英国的科学家弗里什·霍尔班和科瓦尔斯基。库尔恰托夫向苏联人民委员会副В.М.莫洛托夫提交了一份报告，报告中指出，“苏联必须就铀问题广泛展开工作，并吸收苏联最专业的科研力量去进行这项工作。”苏联领导人在这份报告的基础上决定恢复因战争中断的核武器研制工作。随后几年，苏联作出了一系列决定，确定了苏联科技界、内务部对外侦察部门和红军侦察部门在该领域的工作方向。
1944年初，第一次原子问题军事侦察部门和内务部侦察部门领导人会议在莫斯科举行。会议由Л.П.贝利亚主持。当时在内务人民委员部任“C”处处长的的П.А.苏多普拉托夫上校出席了会议，该处的任务是协调红军和内务部侦察部门在获取美、英核情报方面的侦察活动。
1944年初，苏联对核武器研制进程的军事侦察工作进入了一个新阶段。根据Л.П.贝利亚的决定，所有针对外国的渗透工作全归人民内务委员部对外侦察部门负责。“格鲁乌”忍痛割爱将其极具价值的间谍克劳斯·福克斯和阿兰·南·迈伊（已被派到大学实验室工作）移交给人民内务委员部。由于内务人民委员部对外侦察部门当时在没有自己的业务力量，迈伊暂时被“封存”，直到1945年春天Н.И.扎博尔上校领导的军事情报小组开始在工作时，才恢复和他的联系。
美国在此期间在核武器研制领域取得了很大成就。“格鲁乌”决定运用在美国潜伏的地下侦察员搜集有关美国研制原子能武器的情况，其中一人是长期在美国工作的亚瑟·亚当斯（化名阿希尔）。
1944年2月，亚当斯招募了一名化名为坎普的美国科学家。在与坎普第一次碰头之后，亚当斯向“格鲁乌”报告了所获得的情报，报告中说：“……美国正在加紧将铀能量应用于军事目的的研究。以下几点可以说明美国对该问题的重视程度：⑴美国已秘密斥资10亿美元进行铀的研究和生产技术开发；⑵数千名工程师和技术人员正在从事这一工作。数百名高级医生正在研究放射性辐射对人体的影响，在从事这项研究的大学和哥伦比亚大学成立了专门实验室，由军方领导人和科学家组成一个专门委员会领导这项工作；⑶我的消息来源通报：美国正在设计空投型（核），其爆炸产生的辐射和冲击波能数百英里范围内的所有生物……设计的将用于彻底日本，但不能我们的盟国将来没有用来对付我们的。从事这一工作的所有研究者都不知道如何对抗这种武器。我们也需要有这种武器。我们现在有获得足够资料来进行这一工作的可能性。我将寄出铀和铍的样品。”
亚当斯搞到的材料由于具有特殊的价值而得到苏联化学工业人民委员部的高度评价。1944年5月，亚当斯从坎普那里又获得了2500页美国核计划资料和新的核材料样品，并很快呈报莫斯科。亚当斯仅1944年就向中央了约5000页关于美国核计划的。
除亚当斯外，苏联军事情报部门在美国的其他重要的地下侦察员还有德尔马和乔治（化名）。其中德尔马是唯一成功打入美国橡树岭核中心的人，他从这个中心获得了非常有价值的情报。橡树岭核中心的非常隐蔽，甚至连克劳斯·福克斯也被入内。苏联侦察员德尔马在其中一个实验室工作。苏联通过德尔马获悉，橡树岭正在进行浓缩铀的生产，生产设施分为K-25、Y-2和X-10三部分。由于德尔马的存在，那里发生的所有事情都被苏联及时掌握。
1944-1945年，苏联侦察员Л.А.谢尔盖耶夫获得了代号为“默里希尔独唱曲”的又一个美国秘密核计划。这是一个“全球放射性元素含量与产地清点与建立美国统一监管”计划。根据该计划，美国将除英国以外所有国家获得铀矿石。根据美国的资料，该任务到1945年底以前已完成97%。
同时，在美国工作的苏联侦察员也遇到过。例如，苏联侦察员马科斯与美国人阿托姆保持联系。这名美国人可以进入容量为5万页的核计划数据库。苏联军事侦察部门曾从他手中获得过几份文件，但未能成功地扩大与他的合作。但总起来说，苏联军事情报部门在1945年以前及时掌握了有关美国核武器研制工作状况与发展方向的情报。
苏联红军侦察员在1941-1945年搞到了约6000页关于美、德、日的秘密核计划资料和25件样品。所以这些工作都加速了苏联的研制进程。
1999年4月底，时值苏联爆炸首枚50周年。俄联邦原子能部第一副部长Л.Д.里亚别夫在致“格鲁乌”领导人的信中指出，“军事情报人员对祖国核武器的研制事业做出了巨大贡献”。情报工作就是这样，那些曾获取外国原子秘密的英雄侦察员的名字直到半个世纪甚至更长时间以后才被公之于众。而随着时间的流逝，还会有更多的名字为所知晓。
克列梅尔·谢苗·达维奇（1900-1990）：苏联军事侦察员，1918年参加苏联红军，1922年毕业于斯维尔德洛夫主义大学，1934年毕业于伏龙芝军事学院，1936年起从事军事侦察工作。1937年1月至1942年8月任苏联驻英国武官秘书，期间招募物理学家克劳斯·福克斯与苏联合作。回国后参加了卫国战争，先后在布良斯克方面军、中央方面军、第1乌克兰方面军、第3白俄罗斯方面军和第1波罗的海沿岸方面军工作。1944年任第8近卫机械化旅旅长，后任第7近卫机械化军副军长。1945-1956年任第5近卫机械化师副师长、师长。1944年授“苏联英雄”称号和坦克兵少将军衔，荣获2枚列宁勋章、3枚红旗勋章、一级和二级卫国战争勋章各1枚。
克劳斯·福克斯（1911-1988）：物理学家，确立体制之后移居法国，后到英国。1933-1936年为布里斯托大学实验室研究生。毕业后来到在H.布尔手下工作。1940年，德英战争爆发后被，1941年被。作为英国物理学家小组的一员参与了研制原理的制定。1941-1943年向苏联军事侦察员С.Д.克列梅尔和乌尔苏拉·库钦斯基先后提供了英国计划情报。1943年12月至1946年6月在美国工作，1946年6月至1950年1月在英国工作。1950年2月2日被并被判处14年。被后返回，1959-1978年任罗森道夫核研究所副所长。
乌尔苏拉·库钦斯基（1907-2000）：出生于家庭。1930年起受苏联军事侦察部门派遣先后在中国、波兰、和英国工作。1942-1943年负责与德裔英国物理学家克劳斯·福克斯联络。1950年克劳斯·福克斯被后前往。1956年起从事写作，笔名鲁特·韦尔涅尔。去世后葬于。
切尔尼亚克·扬·彼得罗维奇（1909-1995）：生于奥匈帝国家庭。1930年起在苏联红军侦察局工作，多次赴国外从事秘密情报工作，化名杰克。他招募了英国物理学家阿兰·南·迈伊与苏联情报部门合作。2004年12月14日被追授“俄罗斯英雄”称号，葬于莫斯科。
阿兰·南·迈伊（1911-2003）：英国人，英国剑桥卡文迪实验室科学工作人员，英国研制工作的参与者。向苏联侦察员扬·切尔尼亚克提供了英国计划资料。1942年11月调往工作，向苏联侦察员帕威尔·安格洛夫提供了武器级铀材料和有关美国第一颗研制情况的详细资料。1946年返回英国后被，并被判处10年。1952年获释。后在加纳大学教授物理。在英国去世。
斯科里亚罗夫·伊万·安德列耶维奇（1901-1971）：1927年参加红军，1939年5月起从事军事侦察工作，化名布里昂。1940-1946年任苏联驻英国大武官。1942年被授予坦克兵少将军衔。1950-1952年任苏联武装力量总参谋部驻联合事代表。去世后葬于贝尔格莱德。
亚当斯·亚瑟·亚历山大罗维奇（1885-1969）：人，1921年7月至1923年8月任莫斯科AMO汽车厂第一任厂长，1935年起从事军事侦察工作，1935-1938年和1939年-1946年任苏联红军驻美国地下情报机构负责人，化名阿希尔，是杰出的军事侦察员。1946年被授予上校军衔（工程师）。1999年被追授“俄罗斯英雄”称号。去世后葬于莫斯科新圣女公墓。
谢尔盖耶夫·列夫·亚历山大罗维奇（1906-1994）：1929年加入苏联红军，1937年起从事军事侦察工作，1940-1946年任苏联驻美国的军事侦察机构负责人，杰出的军事侦察员。去世后葬于莫斯科尼古拉-阿尔汉戈尔斯克公墓。和前夫同居的日子