Po nastaniu okupacji niemieckiej i ewakuacji kierownictwa wywiadu do Wielkiej Brytanii pozostawał nadal agentem czechosłowackim, a czechosłowacki wywiad uważał go za swoje najważniejsze źródło informacji. Choć w rzeczywistości Thümmel sprzedawał Czechom tajne informacje, równocześnie częściej przekazywał im fałszywe. W tym okresie został przeniesiony z Drezna do Pragi, gdzie objął stanowisko szefa komórki do zadań specjalnych i typowania potencjalnych współpracowników. Na nowym stanowisku skutecznie uczestniczył w rozpracowywaniu czeskiego podziemia. Na skutek rozpoznawania czeskich struktur konspiracyjnych Gestapo na początku 1941 r. zaczęło podejrzewać go o zdradę. Aby odsunąć od siebie podejrzenia, zaangażował się w akcję dezinformacyjną, organizowaną w związku z planowym atakiem na ZSRR, i ponownie zaktywizował się w zwalczaniu czeskiego ruchu oporu.