I januar 1976 forlot Hanssen Chicago-politiet for å bli med i Federal Bureau of Investigation (FBI). Han kom raskt til FBIs avdeling i Gary i Indiana. Han var så tilknyttet FBI i New York City. TÅret etter ble han overflrt til kontraspionasjen og fikk i oppgave å bygge opp en database over sovjetisk etterretning for FBI.