А. М. Орлов и Η. М. Белкин быстро наладили прямые контакты с испанским руководством: министром обороны Прието, министрами внутренних дел и юстиции, с их заместителями, а также с руководящими работниками всех ступеней в службе безопасности (Сегу-ридад). За два с половиной военных года на этих постах перебывало немало деятелей, существенно различавшихся между собой по политическим убеждениям и пристрастиям, деловым и личным качествам. По-разному они относились к Советскому Союзу и оценивали его помощь, роль и значение в испанской эпопее. Но почти всех их отличали отсутствие или низкий уровень профессионализма и, как следствие, недооценка активной работы франкистских спецслужб и поддерживавших их иностранных разведок. Ощущалась также острая нехватка подготовленных, а главное — надежных местных кадров. В такой сложной и изменчивой политической и оперативной обстановке советским разведчикам приходилось повседневно решать многочисленные деликатные проблемы с испанскими коллегами и параллельно приобретать источники необходимой разведывательной и контрразведывательной информации.
Испанские республиканцы на конец 1936 года не располагали каким-либо государственным органом, который даже с очень большой натяжкой можно было бы назвать внешней разведкой. Однако идея создания такого органа, родившаяся в МИД Испании, с готовностью была подхвачена советским резидентом и его заместителем. При их содействии уже в начале 1937 года заработала специальная информационная служба внешнеполитического ведомства с филиалами в ряде европейских столиц. Ее нарекли Дипломатическим кабинетом, поставив задачу «постепенно налаживать осведомление в разных странах, главным образом среди журналистов и дипломатов».
Уже через несколько месяцев из испанских зарубежных представительств стала поступать разнообразная политическая, экономическая и военная информация. Наибольшую важность представляли данные о наращивании военного потенциала Германией и Италией и об их военно-политических планах в Европе и в мире. Особенно результативно шла работа во Франции и Чехословакии. Добытыми сведениями вплоть до конца войны испанские друзья по-братски делились с советскими коллегами и наставниками.
Сотрудничество НКВД СССР с органами безопасности Испании выходило далеко за рамки контактов между их представителями в Мадриде, Валенсии и Барселоне. Актуальная информация о секретных планах Германии, Италии и других государств в отношении Испании, добывавшаяся советской разведкой в целом, использовалась для ориентирования испанского руководства. Проводились также различные оперативные мероприятия, нацеленные на облегчение испанским друзьям их борьбы против франкистов. Например, на территории Франции советские разведчики помогали испанцам в организации встреч с агентурой, работавшей на захваченной франкистами территории.
В соответствии с личной санкцией И. В. Сталина от 19 января 1937 года советские разведчики совместно с испанскими коллегами организовали переброску в Испанию нескольких сотен русских добровольцев-интерна-ционалистов из Франции, Чехословакии, Болгарии и Югославии. Среди них преобладали русские эмигранты, в том числе и бывшие белогвардейцы, покинувшие Россию после 1917 года. Отбором кандидатов, их первичной проверкой, обучением и инструктажем занимались «Союзы за возвращение на родину», являвшиеся в упомянутых выше странах официально зарегистрированными общественными организациями. Этот контингент интербригадовцев с большой отдачей использовался в качестве руководителей и инструкторов военного дела в учебных центрах, старших в разведывательно-диверсионных группах, бойцов охраны важных объектов, а также военных переводчиков.
Большую работу по испанской линии провела во Франции нелегальная резидентура под руководством видного советского разведчика Я. И. Серебрянского. В августе — сентябре 1936 года с помощью агента Бернаде-та были закуплены 20 французских военных самолетов, включая несколько машин новейшей конструкции. Специально подобранные и подготовленные пилоты несколькими рейсами благополучно перегнали эту авиатехнику из Парижа в Барселону. Вся сложная и рискованная операция от начала до конца была сохранена в тайне от французских властей, а также от «всевидящего ока» германских и итальянских разведок, тесно сотрудничавших с франкистами.