Просеивая горы бумаг с дешифровками «Веноны» в поисках информации о Гомере, ЦПС удалось напасть на след еще одного советского агента. Анализ перехвата показал, что этот агент обладал доступом к информации о секретных ядерных экспериментах, а также имел сестру, учившуюся в американском университете на Восточном побережье США. Это сузило круг подозреваемых, и вскоре советский агент был идентифицирован. Им оказался немецкий иммигрант по имени Клаус Фукс, уехавший из Германии в Англию перед Второй мировой войной. Чтобы скрыть действительный источник сведений о Фуксе от противника, одному из сотрудников службы безопасности английского ядерного центра, где работал Фукс, дали задание заняться им вплотную. Безо всякой ссылки на «Венону» этому сотруднику удалось убедить Фукса чистосердечно признаться во всем.

Надо сказать, что эта версия разоблачения Фукса находится в явном противоречии с историей, рассказанной одним из советских связников Фукса А. Феклисовым. По его мнению, поимка Фукса стала следствием следующих событий, произошедших в конце 40-х годов.

Неожиданно быстрое появление в СССР атомного оружия заставило правительственные круги США предположить, что информация о нем была выкрадена советскими агентами из лаборатории в Лос-Аламосе и что следовало немедленно взять в активную разработку всех сколько-нибудь подозрительных лиц из числа работавших или приезжавших туда на работу. Тщательному повторному анализу были подвергнуты старые дела и компрометирующие материалы на таких лиц.

В 1948 году пришла очередь дела Фукса, которое было заведено на него в основном по следующим трем причинам: во-первых, в студенческие годы Фукс участвовал в работе Коммунистической партии Германии; во-вторых, в кругу друзей доброжелательно высказывался о СССР; в-третьих, вместе со своей сестрой Кристель упоминался в секретных документах, которые Гузенко захватил с собой в 1945 году для передачи американцам.

В результате разработки Кристель ФБР выяснило, что в 1945 году к ней трижды наведывался неизвестный американец, который интересовался Фуксом и под описание которого подходил некий Гарри Голд. Этого Голда ФБР не выпускало из поля зрения с тех самых пор, как в 1947 году он вызывался в суд по обвинению в шпионаже, но был освобожден ввиду недостатка доказательств. После обыска, проведенного на квартире Голда, под давлением обнаруженных улик тот сознался, что одно время служил передаточным звеном между Фуксом и советской разведкой.

Полученные ФБР новые сведения о Фуксе были сообщены англичанам, которые в ответ запросили материалы для предъявления Фуксу в суде в качестве доказательств его разведывательной деятельности в пользу СССР. Среди прочих документов, предоставленных английской стороне американцами, фигурировала и фальшивая, по мнению Феклисова, телеграмма, специально составленная ФБР, чтобы скрыть истинную причину провала Фукса. В телеграмме содержалась информация о разговоре между Фуксом и Голдом во время одной из их встреч на квартире Кристель в январе 1945 года. Сотрудники ФБР сказали Фуксу, что текст этой телеграммы был якобы получен дешифрованием шифрпереписки между генеральным консульством СССР в Нью-Йорке и Москвой. После мучительных колебаний, решив, что запирательство бессмысленно, Фукс признался во всем.

За давностью лет трудно со всей определенностью сказать, какая из двух версий поимки Фукса истинна. С точки зрения истории радиошпионажа обе они примечательны тем, что продемонстрировали разные подходы к использованию его возможностей. По версии англичан, данные радиошпионажа пригодились лишь для выявления советского агента в лице Фукса, а изобличение его в суде основывалось только на доказательствах, добытых традиционными методами ведения следственной работы. По Феклисову, радиошпионаж в деле Фукса был просто прикрытием настоящего источника сведений и послужил в основном для получения признания.

Через чтение «Веноны» были получены первые наводки на семейную пару Джулиуса и Этель Розенберг. В дешифрованном в феврале 1950 года шифрсообщении, перехваченном еще в 1944 году, говорилось об агенте, работавшем на второстепенной должности в атомной исследовательской лаборатории в Лос-Аламосе в США. Позднее появились дополнительные указания, что этим агентом был брат Этель Розенберг Давид Гринглас. В июне 1950 года он во всем сознался и выдал Джулиуса Розенберга. На допросе Гринглас рассказал, как Розенберг похвалялся ему, что руководил целой разведывательной сетью, поставлявшей в Москву не только секреты разработок в области атомной энергии, но и другие ценные данные о научных и технических достижениях США.

В отличие от Фукса, Розенберги до самого конца уверяли в своей непричастности к работе на советскую разведку. В апреле 1951 года супругов Розенберг приговорили к смертной казни. А 19 июня 1953 года, после двух лет безуспешных апелляций, они по очереди скончались на одном и том же электрическом стуле в нью-йоркской тюрьме. Жуткая мерзость казни и непризнание вины осужденными укрепили мировое общественное мнение в том, что произошла страшная судебная ошибка. Неверие в виновность Розенбергов поддерживалось и тем, что из соображений секретности в суде даже не упоминалось о том, откуда были получены основные доказательства их преступной деятельности, — о «Веноне». Хотя присяжным, дабы развеять их сомнения, все же показали открытые тексты шифртелеграмм из Москвы, которые якобы были адресованы Розенбергам. В этих шифртелеграммах фамилии агентов впрямую не упоминались, а назывались только их псевдонимы. Однако по косвенным данным можно было легко догадаться, кто под ними скрывался. Например, в шифртелеграмме, датированной 27 ноября 1944 года, упоминается агент Либерал, а также сообщается, что его жену зовут Этель и что «она в курсе деятельности своего мужа».

В 1995 году некоторые из дешифровок «Веноны» были рассекречены. Реакция на них Роберта Мирополя, сына Розенбергов, который сорок лет спустя после их казни все еще продолжал добиваться реабилитации своих родителей, была крайне резкой: «Эти документы сами по себе ни о чем не говорят. Вы точно не знаете, сфабрикованы они или нет. ЦРУ — мастер по части дезинформации».

В середине 60-х годов США и Англия проанализировали все дешифровки «Веноны» под новым углом зрения: они искали указания на группы советских агентов, действовавших во Франции. Результаты анализа были переданы французам, однако эти сведения поступили слишком поздно, чтобы представлять какую-либо оперативную ценность.