随着1949年9月苏联试爆原子弹成功，美国再也坐不住了，当年12月21日，军情五处最富有审讯经验的特工威廉·斯卡登约见了富克斯。在谈话中，富克斯平静地谈到了自己的家庭背景和经历，以及他参与英国原子能研究项目和派驻美国的情况。
突然，斯卡登打断了富克斯的话头，提出一个很有分量的问题：“你在纽约时有没有与一个苏联官员或苏联代表联系？你有没有把你的工作情况告诉哪个人？”逼供之下，富克斯逐渐“崩溃”了，他的供认让英国方面震惊：富克斯的间谍活动竟然持续了7年之久，更糟糕的是，正是他告诉了苏联人如何制造原子弹。
受牵连的美国化学家戈尔德
在富克斯看来，他不是在出卖国家机密，而是社会主义式的道义。在整个研究工作中，他的确没有直接接触过专门的谍报人员，更多只是受左翼政治哲学影响的一批高级知识分子。这群人中，引起军情五处和FBI注意的是一位叫哈里·戈尔德的化学家。
当时担任联邦调查局局长的胡佛曾以为这个线索应该是此次原子弹间谍案的尽头，因此还把缉拿戈尔德的行动命名为“未被制服者”。但让人感到意外的是，不到半年时间，1950年5月22日，FBI根据情报找到了戈尔德的藏身之处，又很轻易地搜出他从事间谍工作的证据，戈尔德本人在“铁证”面前也供认不讳。
事实证明，“大鱼”还在后面。
1951年，罗森堡夫妇被拘禁期间，监狱外有苦苦守候的媒体，图中一位记者正用打字机赶稿
罗森堡夫妇的两个儿子正在读他们父母被审判的新闻
罗森堡夫妇显露真容
戈尔德在候审期间，FBI没少去找他。他说，除了与富克斯联系外，还曾奉命与一位美国士兵联系，和他一起去取洛斯阿拉莫斯工程的原子能资料。这个士兵25岁，他不知道名字，只有一些外形描述：非常健壮，身高5英尺7英寸，长着黑头发。
根据这个线索，FBI开列了一个20人名单，又让戈尔德分别从照片上指认，戈尔德挑出了一张。此人叫戴维·格林格拉斯，他同他的姐夫朱利叶斯·罗森堡一起，在布鲁克林工程公司干活。朱利叶斯1918年5月12日出生于纽约，21岁电力工程专业毕业。他是美国共产主义青年团的领导之一，1936年结识了比他大三岁的埃塞尔·格林格拉斯，三年后结婚。埃塞尔早年是颇有抱负的演员与歌手，后在轮船公司从事秘书工作，因为劳工纠纷，她也加入了共产主义青年团。这样的的政治倾向让夫妻俩很同情苏联，尤其“二战”苏联在全世界树立了极大威望后，朱利叶斯开始为其转运情报。
早在戈尔德被捕之前，朱利叶斯就知道自己受到了怀疑。1949年圣诞节期间，格林格拉斯去看望他。在谈话中，朱利叶斯突然对妻弟说，他正在考虑去巴黎，他相信格林格拉斯已经被盯住了，但后者不以为然。1950年5月24日，朱利叶斯拿着头一天戈尔德被传讯的报纸头版新闻又找到了格林格拉斯，上面刊登着戈尔德的大幅照片，格林格拉斯这才相信出了问题。
