Ban đầu, hắn cố móc nối với báo chí, nhưng các phóng viên coi gã là kẻ lừa đảo láo toét. Cảnh sát Canada cũng không tin tên đào tẩu. Chỉ sau khi căn hộ của gã bị tấn công mà bản thân Gouzenko đã may mắn thoát được thì cảnh sát mới bắt đầu nhìn nhận hắn nghiêm túc.

Các tài liệu mà Gouzenko cung cấp đã làm cho các chuyên gia Canada kinh hoàng. Danh sách các điệp viên Liên Xô gồm rất nhiều người nổi tiếng bên trong và ngoài Canada: các nghị sĩ Canada, một nhà khoa học nguyên tử nổi tiếng, các nhà lãnh đạo đảng cộng sản và một số người ở nước khác. Những tài liệu mà Gouzenko đánh cắp cũng mô tả chi tiết các nguyên tắc mã hoá mà NGKB và GRU sử dụng.

Thủ tướng Canada lập tức đi Washington để thông báo chuyện vừa xảy ra và bàn bạc với tổng thống Mỹ. Cảnh sát Canada đã lập tức thông báo vụ Gouzenko cho các nhân vật cầm đầu các cơ quan phản gián Mỹ, Anh. Các chuyên gia hàng đầu về tình báo Liên Xô của Mỹ và Anh vội vã kéo đến Canada.

Tổn thất mà Gouzenko gây ra cho tình báo Liên Xô ở phương Tây có thể ít nghiêm trọng hơn nhiều nếu như không có sự khờ khạo và cẩu thả của Tuỳ viên quân sự Liên Xô ở Canada, đại tá Nikolai Zabotin, và ba trợ lý của ông. Họ đã hoàn toàn tin tưởng giao phó cho Gouzenko cất giữ và tiêu huỷ toàn bộ nội dung liên lạc mật của mình. Còn gã thì chụp lại bản sao các tài liệu cần cất giữ và cất ở chỗ chắc chắn các tài liệu phải huỷ. Thêm vào đó, các nhân viên bộ phận tuỳ viên quân sự, bất chấp các nguyên tắc bí mật, đã lập hồ sơ tất cả những người cộng tác với họ. Trong các hồ sơ này có tên tuổi, địa chỉ, nơi làm việc và các dữ liệu mật khác về những người được họ bảo trợ.

Các hồ sơ nằm trong két của Zabotin, và theo quy định chỉ có ông mới có chìa khoá. Để đề phòng, chìa khoá thứ hai được cất giữ trong phong bì niêm phong đặc biệt của trưởng phòng cơ yếu và không giao cho ai. Zabotin cũng không ngờ Gouzenko từ lâu đã có chiếc chìa khoá thứ hai và đã đọc tất cả các hồ sơ cá nhân và sao chụp lại cẩn thận.

Ngoài ra, theo quy định hiện hành, nhân viên cơ yếu sứ quán phải sống trong nhà có đặc quyền ngoại giao. Nhưng Gouzenko có một đứa con nhỏ hay quấy khóc ban đêm khiến vợ của Zabotin không chịu nổi. Kết quả là Zabotin đã bắt Gouzenko phải chuyển sang căn hộ riêng.

Chuyện chạy trốn của Gouzenko khá khác thường. Người ta đã quyết định gọi Gouzenko về nước từ tháng 9 năm 1944, trước đó Moskva đã gửi đến mệnh lệnh chuyển Gouzenko từ căn hộ riêng về toà nhà tuỳ viên quân sự. Zabotin đã phớt lờ mệnh lệnh này. Một năm sau, Tổng cục trưởng GRU F.F. Kuznetsov đã gửi một bức điện mật mã với mệnh lệnh nghiêm khắc lập tức đưa Gouzenko cùng gia đình về Moskva. Bức điện của Kuznetsov lại do chính Gouzenko giải mã. Nó chứa đựng những nguy cơ rõ ràng đối với hắn và chỉ thúc đẩy việc chạy trốn.

Nhưng không phải tất cả các tin tức mà Gouzenko cung cấp đều có kết quả ngay. Chẳng hạn điều đó đã diễn ra với điệp viên Liên Xô đang hoạt động trong cơ quan phản gián Anh dưới bí danh Elli. Gouzenko biết một số dấu hiệu của điệp viên này: là đàn ông (mặc dù có bí danh của phụ nữ), giữ cương vị quan trọng nên chỉ có thể liên lạc với ông ta qua hộp thư mật quy định trước, trong quá khứ đã có quan hệ với các đảng viên cộng sản.

Cuộc săn lùng Ellie đã tiếp diễn gần 30 năm. Rơi vào vòng nghi vấn thậm chí có cả chỉ huy cơ quan phản gián Anh MI-5 Roger Hollis. Năm 1981, Oleg Gordievsky, nhân viên GKB, còn từ năm 1974 đồng thời là điệp viên của Anh, đã tiếp cận được hồ sơ của Ellie ở KGB và biết rằng đằng sau bí danh này là Leo Long.

Ở Moskva, người ta đã biết vụ chạy trốn của Gouzenko còn trước khi hắn rơi vào tay cảnh sát Canada. GRU đã có thể trả thù kẻ phản bội, nhưng Stalin đã kiên quyết cấm tiến hành bất cứ biện pháp nào đối với Gouzenko. Ông nói như sau: "Chiến tranh đã kết thúc tốt đẹp. Tất cả đều khâm phục các hành động của Liên Xô. Người ta sẽ nói gì về chúng ta nếu chúng ta làm trò đó! Cần phải lập một uỷ ban có thẩm quyền để tìm hiểu mọi việc". "Uỷ ban có thẩm quyền" đã họp mấy ngày liền và đi đến kết luận người có lỗi trong việc đã xảy ra ở Ottawa là Zabotin, vợ và con trai ông ta. Cuộc điều tra vụ Gouzenko chấm dứt ở đây.

Ở phương Tây, mối quan tâm đối với Gouzenko cũng suy giảm rất nhanh vì hiểu biết của gã về tình báo Liên Xô rất hạn hẹp. Không chịu được sự thờ ơ, lạnh nhạt với mình, Gouzenko bắt đầu kiện tụng để đòi tiền từ tất cả những ai tham khảo tài liệu của gã để viết sách báo. Hắn chết trong cô đơn, quên lãng.

Nhưng dù sao chính vụ chạy trốn của Gouzenko, cùng với việc mua được các quyển mã từ Phần Lan, những sai lầm của các nhân viên cơ yếu Liên Xô và chiến dịch của FBI ở New York đã dẫn đến bước nhảy quyết định trong việc giải phá các mật mã của MGB (một trong những tên gọi viết tắt của KGB trong lịch sử) mà chuyên gia mã thám của Cục An ninh Quân đội Mỹ (AFSA) Meredith Garden làm được vào năm 1948. Bí mật của Venona và các phương pháp mà Garden sử dụng để đọc Venona đã bị nhân viên cơ yếu William Waseband của AFSA mà NKGB đã tuyển từ 2 năm trước bán cho tình báo Liên Xô.

Sự phản bội của Waseband đã bị người Mỹ phát giác vào năm 1950. Và mặc dù anh ta bị kết án 1 năm tù, nhưng Waseband bị trừng phạt không phải vì tội làm gián điệp mà chỉ vì không tôn trọng toà thể hiện ở việc không xuất hiện tại toà. Tại AFSA và GCHQ, người ta đã nhất trí là bí mật của Venona quá quý báu để có thể mạo hiểm làm lộ nó khi đưa ra thảo luận tại toà, kể cả là ở phiên xử kín.

Bởi vì các cơ quan tình báo vô tuyến điện tử Anh và Mỹ đã chỉ đọc được một số ít các bức điện nên thông tin thu được rất vụn vặt. Ngoài ra, trong đó không có họ tên thật của các điệp viên Liên Xô, mà chỉ đề cập đến bí danh. Bởi vậy, đòi hỏi phải thu thập một số lượng lớn các dữ liệu "kèm theo" như đăng ký các chuyến đi, lịch trình các chuyến tàu biển, chuyến bay và các tin tức khác, đó là những thông tin có thể hỗ trợ tốt cho các nhân viên cơ yếu.

Đồng thời, Moskva đã hoàn toàn hiểu rõ rằng, đối với lưới tình báo Liên Xô ở Mỹ, Venona là một bãi mìn hẹn giờ có sức sát thương khủng khiếp. Bởi vì chưa biết chính xác những bức điện mật mã nào thời cuối chiến tranh đã bị đối phương đọc được nên không thể xác định "quả mìn" tiếp theo sẽ nổ vào lúc nào và ở đâu. Vấn đề đã được giải quyết một phần bởi điệp viên người Anh của Liên Xô là Harold Adrian Russel Philby vào tháng 10 năm 1949 khi ông trở thành sĩ quan đặc trách liên lạc giữa các cơ quan tình báo Anh và Mỹ.

Gardner sau này bực tức nhớ lại cảnh Philby đứng hồi lâu sau lưng mình phì phèo chiếc tẩu tò mò theo dõi việc giải mã các bức điện của các điệp viên Liên Xô. Cho đến tận khi rời khỏi nước Mỹ vào tháng 6 năm 1951, Philby nhờ được tiếp cận các bức điện mật mã Venona đã nhiều khi cảnh báo được cho Moskva là vòng vây đang khép lại với điệp viên nào của Liên Xô.