В процессе непрерывной борьбы с агентурной разведкой противника к концу 1941 г. постепенно начала складываться система специальных разыскных мероприятий, проводившихся органами военной контрразведки. Она включала в себя организацию наблюдения за вероятными маршрутами движения шпионов, диверсантов и террористов к местам дислокации войсковых частей и соединений Красной армии; осмотр возможных мест появления или укрытия вражеских агентов; проверку подозрительных лиц, появляющихся в полосе боевых действий; использование в розыске заградительной службы и т. д. Достаточно активно стали использовать особые отделы НКВД и явившихся с повинной вражеских агентов. Находясь в составе оперативно-разыскной группы, они визуально опознавали тех лиц, которые им были известны по совместному нахождению в немецком разведывательном органе или разведшколе.
Важную роль в розыске вражеской агентуры, снабженной радиостанциями, играла радиоконтрразведывательная служба. Ее подразделениями за годы войны было перехвачено большое количество радиодонесений действовавших в советском тылу агентов немецкой разведки. Для фиксации работы агентурных радиостанций противника на территории, занятой советскими войсками, формировались специальные разыскные радиопеленгаторные группы. Служба радиоконтрразведки оказывала эффективную помощь органам безопасности и военной контрразведки в организации и проведении радиоигр с разведкой противника. Кроме того, подразделения радиоконтрразведки органов безопасности осуществляли разведку в эфире, пеленгование радиостанций, радиоперехват и дешифровку радиограмм военного командования и разведывательных органов противника. За годы войны военному командованию были переданы тысячи расшифрованных радиограмм о дислокации и численном составе основных группировок немецких войск, готовящихся наступательных операциях противника, сосредоточении резервов и прочем, что помогало советскому военному командованию принимать правильные решения при разработке боевых операций.
Эффективным оружием в арсенале органов военной контрразведки стали перевербовка задержанной и явившейся с повинной агентуры и внедрение ее в разведорганы и разведшколы противника, а также ведение радиоигр. Они начали применяться особыми отделами НКВД уже в 1941 г. В ходе радиоигр удавалось перехватывать каналы связи разведывательных органов противника со своими агентами, выводить на нашу территорию вражеских шпионов и захватывать их. Одну из первых радиоигр органы военной контрразведки провели в сентябре 1941 г., в ходе которой особый отдел Северо-Западного фронта задержал 10 вражеских агентов.
Радиоигры с противником вели в 1941 г. как территориальные органы государственной безопасности, так и органы военной контрразведки. Во избежание противоречий в дезинформации, которые могли вызвать подозрения у немецко-фашистской разведки и гитлеровского командования, работа по использованию захваченных вражеских агентов с радиостанциями была централизована. Тексты радиограмм разрабатывались органами контрразведки совместно с Генштабом Красной армии и утверждались руководством Генштаба, а особенно важные – Ставкой ВГК. Все сеансы связи контролировались радиоконтрразведывательной службой. К участию в радиоиграх привлекались задержанные и перевербованные немецкие агенты-радисты, а также агенты органов госбезопасности, внедренные в германские разведорганы и переброшенные затем противником на советскую территорию с радиостанциями. Сотрудники особых отделов тщательно следили за реакцией противника на передаваемые ему сообщения. При малейших признаках недоверия с его стороны в радиоигру вносились соответствующие изменения.
Существенную роль в разоблачении агентуры неприятеля и других преступных элементов в начальный период войны сыграла проводимая органами безопасности фильтрация советских военнослужащих, вышедших из окружения или бежавших из фашистского плена. Механизм этой работы складывался постепенно. В первые месяцы войны, когда глубокий тыл быстро превращался в передовую, эту работу особым отделам НКВД приходилось налаживать на ходу. Между тем по состоянию на 29 сентября 1941 г. только на Юго-Западном фронте из окружения вышли 9084 человека: младших командиров и рядовых – 6766, среднего комсостава – 2227, старшего комсостава – 76, высшего комсостава – 15 человек. За это же время вышли из окружения 116 сотрудников особого отдела НКВД Юго-Западного фронта. Все вышедшие из окружения были проверены особыми отделами.