Hall begynte i Central Intelligence Agency (CIA) i 1947, som en av de første kvinnene som ble ansatt av det nye byrået. Som kvinne ble hun diskriminert, noe som CIA senere erkjente. Hun ble forbigått for forfremmelser, utmerkelser og arbeid som hun var kvalifisert for, til tross for støtten og innsatsen fra hennes overordnede som kjente arbeidet hennes direkte. Hun fikk en skrivebordsjobb som etterretningsanalytiker for å samle informasjon om sovjetisk inntrenging av europeiske land. Hun trakk seg i 1948, og ble deretter ansatt på nytt i 1950 for en annen skrivebordsjobb.