После успешного взрыва первой советской атомной бомбы Клаус Фукс по существу прекратил свое секретное сотрудничество с советской разведкой, посчитав, видимо, что «мавр сделал свое дело» — значит, «мавр может удалиться». Но открыто об этом он никогда и никому не говорил.
В 1950 году он был арестован английской контрразведкой. Похоже, роковая ниточка протянулась к нему после предательства в Оттаве осенью 1945 года шифровальщика канадской резидентуры ГРУ И. Гузенко.
Американские и английские спецслужбы, немало удивленные тем, с какой быстротой Советский Союз сумел обзавестись собственной атомной бомбой, стали прорабатывать версию об утечке «атомных секретов» из Лос-Аламоса. Предатель-шифровальщик внес в это свою лепту. Началась цепочка арестов тех, кто так или иначе подозревался в «атомном шпионаже». Первой жертвой стал британский физик-атомщик Алан Нан Мэй. Летом 1949 года появились дела Этель и Джулиуса Розенбергов. Тогда же, в сентябре 1949 года, пало подозрение на Клауса Фукса. На основании данных Ю. Гузенко английская контрразведка сумела выйти на след сестры Фукса Крис-тель — она несколько раз встречалась в Нью-Йорке с «неизвестными лицами». Это и послужило основанием для того, чтобы Фукс был взят в активную оперативную разработку.
По личному указанию премьер-министра Великобритании Эттли контрразведчики приступили к интенсивным допросам Фукса. Примечательно, что официально его не отстранили от работы в научно-исследовательском центре в Харуэлле. Но его коллеги были осведомлены о том, что его допрашивают в связи с подозрениями в «атомном шпионаже». А это создавало ситуацию психологического давления на Фукса со стороны коллег, со многими из которых он поддерживал дружеские отношения.
Контрразведчикам, однако, не удалось на следовавших один за другим допросах поймать подследственного в хитроумно расставленные ловушки и получить конкретные доказательства его вины. Ведущий сотрудник МИ-5 Скардон, непосредственно занимавшийся делом Фукса, уже склонялся к тому, чтобы снять с подследственного все обвинения, когда заместитель директора центра в Харуэлле Скиннер вызвался переговорить со своим другом Фуксом с глазу на глаз. Скиннер попросил Фукса откровенно сказать, есть ли все-таки какие-то основания для подозрений, но если таковых нет, то все коллеги по работе, включая самого Скиннера, будут на его стороне. Фукс не смог солгать другу и сказать твердое «нет». Это его и погубило.
13 января 1950 года он попросил встречи со Скардоном, которому признался в том, что передавал Советскому Союзу секретные сведения по атомной бомбе.
2 февраля Фукс был арестован. Ему было предъявлено официальное обвинение в шпионаже в пользу Советского Союза. А 1 марта состоялся суд. Единственным свидетелем на суде выступал Скардон. Присяжные не приглашались. Вся процедура заняла не более полутора часов.
Фукс, по его словам, ожидал смертной казни и был готов принять ее. Но с учетом того, что он передавал атомные секреты не врагу, а союзнику по антигитлеровской коалиции, суд приговорил его к 14 годам лишения свободы.
Реакция Москвы сводилась к разработанному для подобных случаев трафарету: «Фукс неизвестен Советскому правительству, и никакие «агенты» Советского правительства не имели к Фуксу никакого отношения».
И только после смерти ученого Москва признается в том, что отец советской атомной бомбы академик Игорь Курчатов смог отказаться от длительных поисков и сконцентрироваться на том, что было успешно апробировано в Лос-Аламосе. Сорок лет спустя после успешного испытания первой советской атомной бомбы в казахстанской степи 29 августа 1949 года советские физики-атомщики признали, что без помощи Клауса Фукса монополия Вашингтона на атомное оружие не была бы разрушена так быстро, как это произошло.
После освобождения из английской тюрьмы Фукс получил завидные предложения работать во многих ведущих университетах США, Англии, Канады и ФРГ. Но он сразу же перебрался в ГДР.
26 июня 1959 года он стал гражданином Германской Демократической Республики. Был назначен заместителем директора института ядерной физики, активно включился в общественно-политическую жизнь своей родины. Был избран членом Академии наук ГДР, членом ЦК СЕПГ, удостоен ордена Карла Маркса и государственной премии как признания его научного таланта. Наконец, обзавелся семьей и счастливо в ней жил.