Etter å ha blitt utskrevet fortsatte Spielrein som dagpasient og assistent hos Jung. Høsten 1905 skrev Jung en rapport stilet til Freud der han klaget over at pasienten hadde blitt forelsket i legen, men rapporten ble ikke sendt til Freud. Den kjente brevvekslingen mellom Jung og Freud angående Spielrein begynte i 1906. Jung beskrev pasientens forelskelse som , underforstått at han selv ikke hadde gjort noe galt, og at og tiltrekningen mellom dem ikke var ekte. De to hadde et nært, erotisk forhold, og Jung skal ha vurdert å forlate sin kone Emma til fordel for Spielrein. Spielrein ønsket trolig å gifte seg med Jung, mens Jung fryktet Bleulers reaksjon på affæren. Spielrein beskrev forholdet til Jung som «vår poesi» i dagboken der den nære erotiske relasjonen ble materialisert på de dagene vi møttes. Spielrein var sjenert, og det er tvilsomt om hun tok initiativet. Spielrein skrev i 1909 til Freud for avvise Jungs antydning om at hun hadde innledet forholdet: Ifølge brevet hadde Jung argumentert for polygami og hevdet hans kone godtok elskerinnene.