Kvinnens mystiske aktiviteter har ført til at den mest kjente hypotesen har knyttet henne til spionasje i den kalde krigen, der informasjon om marine aktiviteter på militærbasen Haakonsvern har vært en rød tråd. At kvinnen hadde hatt ni forskjellige pass og at alle var falske, kunne tyde på at kvinnen måtte ha et svært profesjonelt nettverk i ryggen. Politiet fikk tips om at en av sjefene i KGB var ankommet flyplassen Værnes i Stjørdal kommune, like utenfor Trondheim kommune, bare ti minutter etter Isdalskvinnen hadde landet. KGB-sjefen hadde mystisk nok returnert til Russland samme dag, få timer etter ankomsten.