Начальник службы безопасности Научно-исследовательского атомного центра в Харуэлле Генри Арнольд решил действовать осторожно и методично. Он «обставил» ученого так, что каждый его шаг стал находиться под наблюдением. Но главные свои усилия Арнольд направил на то, чтобы подружиться с ним, расположить его к себе. Действовал он при этом деликатно, ненавязчиво, не лез в душу с вопросами, искал точки соприкосновения, выявляя его слабые и уязвимые места, используя которые можно было бы добиться признания или раскаяния в содеянном.
Фукс, почувствовав, что попал в поле зрения английских спецслужб, стал постоянно испытывать страх за свою судьбу. А когда он узнал, что его отец переехал на постоянное жительство в Восточную Германию, то сообщил об этом Арнольду и поинтересовался: что, может быть, ему, имеющему особый допуск к секретам, следует в этом случае уйти из Харуэлла? Фукс рассчитывал таким образом «по-тихому» уволиться со сверхсекретного объекта и переехать к отцу в Лейпциг. Но обернулось все по-другому. Арнольд пообещал помочь ему чем сможет, но тотчас сообщил в Лондон руководству МИ-5 о своем разговоре с ученым, который был тогда подавлен, растерян и чем-то сильно озабочен.
Шефы МИ-5 после такого сигнала решили форсировать разработку Фукса: началась круглосуточная слежка за ним, подслушивание его телефонов, перлюстрация корреспонденции, а для дальнейших бесед с ним и побуждения его к добровольному признанию связи с советской разведкой (прямых улик его сотрудничества у МИ-5 не было) в Харуэлл поехал опытный следователь и психолог Уильям Скардон. На первой же довольно продолжительной беседе — а по существу это был настоящий допрос с умело расставленными хитроумными ловушками — он дал понять Фуксу, что знает о нем почти все, и в конце предъявил ему обвинение в передаче секретных сведений Советскому Союзу, чем основательно смутил подозреваемого и поверг его в шоковое состояние. Убедившись, что Фукс действительно виновен и поэтому глубоко переживает внутренний кризис, Скардон в тот же вечер уехал в Лондон, решив предоставить своему подопечному необходимое время «дозреть», побыть наедине со своими тяжкими мыслями.
Через неделю следователь провел с ним вторую беседу с единственной целью — заставить его признаться. Тогда же, под новый, 1950 год, Скардон сообщил ему, что по соображениям безопасности он будет уволен с должности начальника отдела теоретической физики. Невзирая на это, Фукс продолжал все отрицать. Не отстранялся он пока и от работы в Харуэлле, и делалось это преднамеренно, чтобы окружающие его коллеги могли давить на его психику. Этот хитрый расчет английской контрразведки оправдался. «Прощупывание» давно уже превратилось во всеобщее достояние, и поэтому ученые-атомщики по-разному стали относиться к его сложному положению: одни сочувствовали, добросердечно сообщали, что его в чем-то серьезно подозревают, но они верят в него и готовы защищать до последнего; другие, наоборот, начали вдруг избегать его, отводить глаза при встрече.
В конце концов доктор Клаус Фукс психологически не выдержал, сломался. Из него выдавили тогда признание не доказательствами, а именно психологически. 2 февраля 1950 года он был арестован, а через месяц состоявшийся в Олд Бейли суд приговорил его к четырнадцати годам тюремного заключения. Вашингтон требовал, чтобы Фукса за содеянные им преступления на американской территории передали в США, где его неминуемо посадили бы на электрический стул, однако английское правительство и на сей раз ответило американцам отказом. Только некоторое время спустя им было дозволено в Лондоне допросить находившегося в тюрьме Клауса Фукса. Приехавшие в Англию сотрудники ФБР показали заключенному список пятидесяти известных ему ученых и специалистов, участвовавших в разработке «Манхэттенского проекта», и попросили его напротив тех, кто, на его взгляд, может вызывать подозрения, сделать любую пометку. Но Фукс категорически отказался от этой унизительной для него процедуры.
В последующие пять дней агенты ФБР пытались заставить его назвать имя, фамилию и внешность человека, через которого он передавал информацию советским разведчикам. Фукс заявлял им одно и то же: он не знает ни имени, ни адреса того человека, что подлинные имена и фамилии связников ему вообще не назывались, что соответствовало действительности. На шестой день ФБР пошло ва-банк: Фуксу показали доставленный самолетом из Вашингтона сфабрикованный фильм об аресте Гарри Голда с «дословным» текстом признаний, которые он якобы давал уже в тюремной камере. Голд тогда не выдал его. А вот Фукс, вспомнив один из допросов, на котором ему был показан план города Санта-Фе с обозначенным местом их встречи, посчитал, что Раймонд предал его, и потому после нескольких минут мучительных колебаний, находясь уже несколько дней в крайне тяжелом психическом состоянии, опознал на предъявленных ему фотографиях своего американского связника.