Nel 1942 gli ufficiali del servizio informazioni della Marina degli Stati Uniti contattarono Luciano in carcere su raccomandazione di Joseph "Socks" Lanza, il boss dei sindacati del porto di Manhattan. Infatti Luciano offrì il suo aiuto per indagare sul sabotaggio di diverse navi nel porto di Manhattan, tra cui la SS Normandie, un transatlantico francese che prese fuoco e affondò nelle acque dello Hudson, di cui furono sospettate alcune spie naziste infiltrate tra i portuali; in cambio della sua collaborazione, Luciano venne trasferito nel carcere di Sing Sing, dove venne interrogato dagli agenti del servizio informazioni della Marina. Esistono fonti che affermano che successivamente venne arruolato per facilitare lo sbarco alleato in Sicilia (luglio 1943) tramite i suoi contatti con mafiosi siciliani e consegnò ai servizi americani una lista di nomi da contattare in Sicilia, e sebbene alcuni storici lo liquidino come un mito, il seguito della sua vita lo dimostra chiaramente: dopo lo sbarco in Sicilia, a Napoli il suo luogotenente Vito Genovese fu l'aiutante e interprete del comandante militare degli affari civili dell'AMGOT, Charles Poletti., e il 3 gennaio 1946, Thomas E. Dewey, diventato governatore dello Stato di New York, graziò Luciano per i servigi resi alla Marina, a condizione che lasciasse gli Stati Uniti per stabilirsi in Italia; il 10 febbraio, Luciano fu estradato dal porto di New York a opera del servizio statunitense di immigrazione e imbarcato sulla nave "Laura Keene", che arrivò a Napoli il 27 febbraio. Luciano stabilì il suo domicilio a Roma, ma soggiornò a Palermo, presso il Grand Hotel et des Palmes, dove numerosi membri del separatismo siciliano e boss mafiosi erano soliti rendergli visita.