Троцкий, в свою очередь, убеждал Блюмкина, что развал сталинского режима – вопрос нескольких месяцев и что через три месяца Троцкого вернут в Москву для того, что бы он очертил "генеральный" путь развития страны. По мнению Троцкого, задача оппозиционеров заключалась в строительстве подпольной организации, которая сплотила бы все антисталинские силы и показала партии свою жизнестойкость.
Приехав в Москву, Блюмкин начал хлопотать о расширении резидентуры ОГПУ на Ближнем Востоке. Он подбирает себе секретаршу, по совместительству "внешнюю жену", – Ирину Великанову, художницу, бывшую жену одного из министров Дальневосточной республики. У них возобновляется старый роман, Ирина сначала отказывается стать чекисткой или хотя бы женой чекиста и выехать на Восток. Однако Блюмкин умел уговаривать… и Ирина в сентябре 1929 года сдалась, выехав в Стамбул со специальным поручением ЧК.
Во время встречи с Блюмкиным в апреле 1929 года Троцкий попросил его передать Анне Седовой, жене сына Льва Давидовича, или Платону Волкову – мужу старшей дочери Троцкого, две книги, в которых между строк химическим раствором были записаны указания главы антисталинской оппозиции его приверженцам. Однако он не спешил встречаться с оппозиционерами и родственниками Троцкого, чтобы передать им роковую посылку от Троцкого. Он очень боялся быть заподозренным в прямых связях с Троцким. Хотя исключенный из партии за троцкизм, бывший директор еврейского театра А. Пломперт в те дни скрывался на квартире Блюмкина.
В октябре 1929 года "старый конспиратор" совершает непростительную ошибку, рассказывая о своей встрече с Троцким бывшим троцкистам – Радеку, Преображенскому, Смигле. Эти вчерашние лидеры троцкизма уже покаялись и стали служить Сталину, забыв прежние обиды и устремления.
Напутанный Радек посоветовал Блюмкину, сообщить о встрече с Троцким "вождю". Когда Блюмкин осознает последствия своей болтливости… он приходит в ужас. Он понимает, что его ждет неминуемая гибель потому, что кто-то из троих бывших оппозиционеров, посвященных в его тайну, обязательно донесет на него. Он даже пытается достать яд, чтобы в критическую минуту отравиться.
Впав в панику, Блюмкин не находит себе места и выбалтывает о своей встрече с Троцким своей любовнице и сослуживице по ОГПУ Любе Горской, которая немедленно сообщает о поступке Блюмкина своему непосредственному начальству. Вскоре Блюмкин сообщает Горской, что осознал свою ошибку и садится писать покаянное письмо в Центральную контрольную комиссию коммунистической партии, решив отдать себя на милость партийного суда. Однако этого письма он так и не отправил.
Узнав об авантюре Блюмкина, его начальник и покровитель – Трилиссер решил пока не предпринимать никаких действий в отношении Блюмкина. Однако тот принимает окончательное решение – бежать из столицы. Он изменил свою внешность – остригся и сбрил усы, отправил багаж на Казанский вокзал. Очевидцы вспоминали, что Блюмкин постоянно говорил, что на него охотятся чекисты, и что при себе он имел крупную сумму денег в долларах, на случай бегства за границу.
15 октября 1929 года Блюмкин решает перед бегством встретиться с Горской. Они вместе едут на вокзал, но поезда в Грузию отходили только на следующий день. Это была катастрофа… Горская уговорила Блюмкина спрятаться в ее квартире до утра. Блшмкин рассказывает ей, что решил на несколько лет уйти в подполье, а когда страсти "с троцкизмом" улягутся, возвратиться с повинной. Местом своего "подполья" он избрал романтическое Закавказье, где у него были старые связи.
Но Горская привела с собой коллег из ОГПУ. Пять месяцев назад, еще в начале их романа, Лизе Горской было рекомендовано руководством ОГПУ вступить в интимную близость с Блюмкиным и следить за ним, разыгрывая перед любовником тайную оппозиционерку, разочарованную в сталинском режиме.
И хотя Блюмкина предала Горская, троцкисты посчитали, что его выдал бывший оппозиционер и интриган Карл Радек, который отличался болтливостью. Когда Блюмкин рассказал Радеку о встрече с Троцким, Радек испугался и пригрозил Блюмкину доносом, если тот сам не придет с повинной к Сталину или в ОГПУ.
Есть предположение, что еще перед отъездом в Стамбул Блюмкин признался Радеку в том, что намерен встретиться с Троцким. После этого разговора Радек донес о возможной встрече Сталину. С этого времени за Блюмкиным было установлено усиленное наблюдение чекистов, которое как раз и успешно осуществляла агент ОГПУ Лиза Горская.