На инициативного, находчивого и с неординарным умом сотрудника обратил внимание будущий руководитель советской разведки, в то время особоуполномоченный Особого отдела ВЧК по 12‐й армии А. Артузов, и рекомендовал его в центральный аппарат. В Москве 26‐летний, обстрелянный в боевых операциях и бегло говоривший на английском и немецком языках Фельдбин долго не задержался. В начале 1921 года его выдвинули на самостоятельный участок работы — начальником секретно-оперативной части (СОЧ) ВЧК в Архангельск.
В те дни северный форпост был буквально наводнен шпионами, завербованными англичанами при оккупации города. Кроме того, в нем продолжали действовать миссии ряда западноевропейских государств. Молодой начальник, к тому времени сменивший фамилию и ставший Никольским, сделавший это, чтобы скрыть свое еврейское происхождение и тем самым облегчить вербовки среди бывших царских офицеров, негативно относившихся к лицам этой национальности. Свои и усилия подчиненной ему СОЧ он направил на оперативное проникновение в иностранные миссии, являвшиеся центрами шпионажа, и на вербовки агентов в британских и американских спецслужбах. И эта тактика оправдала себя: вскоре один за другим последовали разоблачения вражеских агентов.
Достигнутые им успехи не остались незамеченными руководством ВЧК, и уже осенью Никольский возвратился в Москву. Прежде чем окунуться в оперативную работу, ему пришлось пройти переподготовку в Школе правоведения. После окончания учебы он в течение непродолжительного времени поработал помощником прокурора и в 1923 году возвратился на службу в органы государственной безопасности во вновь созданное экономическое управление (ЭКУ). Прошло еще два года, и перспективный, инициативный работник был брошен на ответственный участок — укреплять советскую границу в Грузии и бороться с происками местных меньшевиков и националистов. Под его началом находилась бригада в 11 тысяч штыков. С присущей ему напористостью молодой комбриг быстро усмирил непокорных, загнал в горы абреков и перекрыл пути контрабандистам.
Расчетливый, амбициозный и самоуверенный щеголь у многих сотрудников вызывал неприязнь и зависть. Но в Москве на эти недостатки не обращали внимания, в центральном аппарате ОГПУ больше ценили его организаторские способности, железную хватку и знание иностранных языков. В 1926 году Никольского перевели в разведку и сразу же назначили на должность легального резидента ИНО под «крышу» советского торгпредства в Париже.
В очередной раз сменив фамилию и став Николаевым, он активно взялся за новое для себя дело и первое, что сделал, так это провел ревизию агентурной сети. Она произвела на него удручающее впечатление. Одни агенты оказались «засвеченными» перед французской контрразведкой и по факту являлись дезинформаторами, другие, бездарно растранжирив оперативные средства, отпускаемые Центром на создание прикрытия — различных коммерческих фирм, работали вхолостую. Но главные причины низкой результативности резидентуры, по его мнению, заключались в слабой профессиональной подготовке сотрудников и уязвимости агентуры, работа с ней в основном велась с официальных позиций. В своих предложениях, направленных на Лубянку, он настаивал на укреплении резидентуры профессионалами, а не партийными назначенцами и переносе центра тяжести в разведывательной работе на нелегальную сеть. Однако в Москве не спешили прислушиваться к мнению новичка, пока сами обстоятельства не заставили руководство ИНО и ОГПУ пересмотреть свою позицию.
В марте 1927 года в Варшаве польская контрразведка накрыла почти всю советскую разведывательную сеть, что привело к грандиозному политическому скандалу. Не успело ОГПУ оправиться от провала, как снова оказалось в центре нового скандала. На этот раз под каток турецкой контрразведки попало торгпредство в Стамбуле. В результате большинство оперативных позиций в Турции оказались утерянными. Спустя месяц, 6 апреля китайская полиция совершила налет на советское консульство в Пекине и ее добычей стала значительная часть секретной документации, раскрывавшая содержание агентурно-оперативной работы резидентуры. Но наиболее серьезный урон разведка понесла в Лондоне. Там ей пришлось полностью свернуть работу.