В дополнение к своей врачебной работе он работал и на австралийские спецслужбы - частично за деньги (он вечно препирался со службой из-за понесенных расходов), а частично - из благодарности к стране, которая так много сделала для него. На публику он играл просоветски и прокоммунистически настроенного и потому стал естественным предметом охоты со стороны Петрова, который в свою очередь стал объектом охоты. Так они играли друг с другом, и Петров надеялся, что вот-вот приобретет агента советской разведки, а Бялогузский - что скоро будет важный советский перебежчик.
Петров все чаще жаловался на неприятности по службе (о настоящей службе он не говорил до самого конца), а Бялогузский все чаще и все больше говорил о прелестях жизни под австралийским солнцем. За год до бегства Бялогузский на встрече в кафе "Адриа" предложил Петрову вложить по 500 долларов в акции кафе. В дальнейшем разговоре пп произнес обнадеживающую фразу: "Мы найдем бизнес получше, в который вложить деньги".
Еще шаг пп сделал в мае 1953 года. Его с женой вызывали в отпуск, и у Петрова возникло опасение, что отпуск затянется навсегда. Петров дальновидно изобразил заболевание глаз. Бялогузский порекомендовал ему сиднейского офтальмолога Беккетта, который тоже был агентом австралийских спецслужб. Лечение требовало помещения на время в больницу, и таким образом отпуск пришлось отложить. А тут как раз арестовали Берия. На очередном врачебном приеме офтальмолог затронул отнюдь не медицинские темы. Мол, если у пациента всё так плохо, почему бы не осесть в Австралии? А если он решится, то Беккетт пустит в ход все свои связи, чтобы сделать жизнь Петрова безопасной и приятной. Петров вернулся в Канберру с сумбуром в голове. Он даже не сказал жене о состоявшемся разговоре. И дело было не в степени лояльности. Просто, в отличие от него, у неё было много родственников в Союзе.
Однако к концу года сопротивляемость Евдокии ослабла. Посол Генералов убрал её с должности секретаря. Одной из причин явилось её "неуважительное отношение" к мадам Генераловой.
31 января 1954 года Бялогузский пришел к ней домой и стал уговаривать её бежать, если муж согласится. Вначале та ответила возмущенной тирадой, но потом отметила, что её волнует судьба матери и сестры. Владимир тем временем начал готовиться к уходу в одиночку, тайком от жены.
Учитывая, что Петров проявил интерес к занятию фермерством, а именно разведению кур, Бялогузский показал ему маленькое хозяйство и сказал, что за 3 800 фунтов стерлингов они могли бы сразу же выкупить его. После этого на сцену вышли официальные лица. 27 февраля Петров впервые вступил в контакт с австралийскими спецслужбами. На квартире Бялогузского состоялась его встреча с заместителем директора Службы безопасности Ричардсом. Ричардс заверил Петрова, что, как только тот попросит убежища, ему сразу же будет обеспечена охрана и выделены деньги (первая сумма была потом определена в 5 200 фунтов - т.е. хватало с лишком бы на покупку того хозяйства в одиночку). Однако Петров всё ещё продолжал говорить, что он только третий секретарь посольства. Он пока колебался.
1 апреля, "день дурака", оказался для Петрова не слишком веселым: старший шифровальщик, а затем и посол сказали ему, что за ним зафиксировано нарушение правил работы и хранения секретных материалов и что об этом будет долодено в Москву (представляется сомнительным, чтобы такая проверка произошла без ведома резидента, тем более против него - примеч. перев.). Тем же вечером Петров встретился с Ричардсом и заявил, что готов уйти на следующий день.
Сделать это было легко. На следующий день Петров должен был слетать в Сидней и встретить там несколько человек, прибывших морем из России, и посадить на самолет в Канберру. Один из прибывших - некто Ковалёнок, намеченный на место Петрова, - привез Петрову доброе письмо из Центра. Если бы Петров не принял уже другого решения, этот грубый обман мог бы и сработать, а тут он посадил всех в самолет и, не дожидаясь его взлета, ушел, сел на заднее сиденье автомобиля Ричардса и с этого момента начал в Австралии жизнь политического беженца. К вечеру он написал просьбу о предоставлении убежища, передал завернутые в "Правду" документы, которые принес с собой, и получил взамен 5 000 фунтов стерлингов.
Для жены драма только начиналась. Он покинул её утром в Канберре, не дав ни малейшего намека на то, какой шаг собирается сделать в Сиднее в ближайшие часы. Он считал, что чем меньше она знает, тем лучше для нее, и чем меньше она замешана, тем легче ему. Это была смесь паники и здравых размышлений. Но как только он оказался в безопасности, им овладело раскаяние. Он попросил свою австралийскую охрану похитить жену.
Когда Петров не появился в посольстве ни в понедельник, ни во вторник, начались поиски, а жену перевезли в посольство и там она на протяжении нескольких дней, пока прояснялась обстановка, находилась на положении пленницы. Доведенная до отчаяния, он попыталась повеситься в комнате заточения, но крюк, к её счастью, не выдержал. И вот 13 апреля австралийское радио передало заявление премьер-министра Роберта Мензиса, что "Владимир Михайлович Петров, третий секретарь советского посольства в Канберре, попросил и получил политическое убежище". Жена не поверила и подумала, что его умыкнули силой.
Евдокия получила послание от мужа с просьбой встретиться - через полмесяца после того как оно было написано. Ей продиктовали ответ: "Я не могу встретиться с тобой, так как боюсь попасть в ловушку". И почти верила в это. 19 апреля, в день намеченного отлета в Москву, она в душе хотела улететь. Она считала, что Владимира нет в живых, а дома ждали мать и сестра. Сопровождать её прилетели два "дипкурьера", Жарков и Карпинский, а им был придан ещё и дипломат - второй секретарь Кислицын. В Москве учли все, кроме одного - давления общественного мнения и свободной прессы в свободной стране.
Началось с толпы сочувствующих и дотошных репортеров, собравшихся у посольства, чтобы увидеть её выход. Когда компания после четырехчасовой поездки прибыла в сиднейский аэропорт, там собралось множество людей, взволнованных радиосообщениями, они окружили автомобиль. Один человек заглянул в машину и спросил: "Миссис Петрова, не хотели бы вы сделать заявление? Вы хотите вернуться в Россию или остаться здесь?" Но и теперь она не сделала никакой попытки освободиться. Ее провели к самолету. Пока процессия следовала сквозь толпу, ей кричали: "Останьтесь, иначе вам смерть или лагерь!" Когда самолет взлетел и делал вираж над огнями Сиднея, она мысленно попрощалась с мужем. А муж был внизу. Его привезли в аэропорт: а вдруг выпадет шанс поговорить с ней.
Власти предприняли и другой шаг. Командира самолета проинструктировали, чтобы он выяснил её намерения. Миловидной стюардессе удалось пару-тройку раз спросить Евдокию о её видах на будущее. Евдокия сказала, что хочет видеть мужа и что курьеры при оружии. Эту информацию получил по радио полковник Спрей, генеральный директор Службы безопасности Австралии, поддерживавший контакт из Канберры с самолетом, державшим в ночи курс на север.
Развязка наступила перед рассветом 20 апреля, когда авиалайнер приземлился в Дарвине, последнем пункте посадки на австралийской территории. Здесь не было никакой толпы, никаких фоторепортеров, в свете аэродромных огней появилась только группа серых фигур на бетонном покрытии аэродрома. Один из группы поднялся на борт и представился как "мистер Лейдин, представитель австралийского правительства". Он прямо спросил Евдокию именем правительства, хочет ли она политического убежища. Изнуренная женщина и на сей раз прямо не ответила, а навзрыд сказала об опасности, которая угрожает её близким дома, и добавила сквозь слезы, что хотела бы на месте отравиться. Она прекратила говорить о самоубийстве, когда мистер Лейдин, державшийся предельно выдержанно, заверил её, что её муж жив и здоров, но женщина по-прежнему была в нерешимости, когда вся компания двинулась в здание аэропорта, пока самолет делал дозаправку перед полетом на Сингапур.
В это время она узнала от курьеров, что, пока она мучилась сомнениями, разговаривая с мистером Лейдином, полиция окружила курьеров и отобрала у них оружие и патроны. Рассвело, и Кислицын, единственный дипломат в "делегации", связался по телефону с посольством в Канберре и попросил указаний. Потом вернулся и сказал, что в такой час может переговорить лишь с уборщицей посольства. Евдокия не делала попыток войти в контакт с Лейдином, а сидела как каменная рядом с курьерами, не способная принять какое-либо решение. В 7 часов она увидела возвращающийся к авиалайнеру экипаж, и сама сказала сопровождающим, что пора в самолет и надо кончать с этим. В этот момент подбежал служащий аэродрома и сообщил, что у телефона её муж, он звонит из Сиднея. Разговаривала она в присутствии своих сопровождающих. За две минуты возбужденного разговора он поняла, что это её муж и что она хочет воссоединиться с ним. Для стражей же сказала в трубку: "Нет, ты мне не муж, прощай!" Проходя мимо мистера Лейдина, она дала знак, что согласна. Он отделил её от других русских и прошел с ней в отдельную комнату. Там она заявила: "Мистер Лейдин, я согласна остаться, потому что другого выхода у меня нет". Произнесла это без энтузиазма, но и этого было вполне достаточно. Евдокия Алексеевна Петрова стала парадоксальной фигурой среди советских перебежчиков: никто так не колебался и никто не получил такой известности.