Den mest suksessfulle sovjetiske spionen var Klaus Fuchs som tilhørte den britiske gruppen som spilte en viktig rolle i Los Alamos. Avsløringen i 1950 om Fuchs' spionasje gikk utover det amerikanske samarbeidet med Storbritannia og Canada. Senere ble også andre tilfeller av spionasje avdekket, noe som ført til arrestasjon av Harry Gold, David Greenglass samt Julius Rosenberg og Ethel Rosenberg. Andre spioner, slik som George Koval og Theodore Hall forble ukjente i flere tiår. Verdien av denne spionasjen er vanskelig å vurdere siden den viktigste begrensningen for det sovjetiske atombombeprosjektet var mangelen på uranmalm. Det er imidlertid enighet om at spionasjen sparte Sovjetunionen for 1–2 års arbeid.