Tuy nhiên, các nhân viên KGB đã thuyết phục được kẻ chạy trốn quay trở về để được nhận khoản lương thứ hai khi làm việc cho tình báo Liên Xô. Johnson đã nhanh chóng tuyển cho KGB thêm một trung sĩ Mỹ khác - bạn của anh ta James Allen Mitkenbaugh. Trong nhiều năm, hai trung sĩ này đã thu thập cho tình báo Liên Xô các tin tức loại ba. Người ta phát hiện ra là Mitkenbaugh có khả năng tình báo rất tốt. Do đó, anh ta được tách khỏi Johnson để liên lạc trực tiếp. Sau một thời gian, Mitkenbaugh được đưa tới Moskva để học kiến thức cơ bản về hoạt động tình báo.

Năm 1956, Johnson đã cắt đứt quan hệ với KGB, ra khỏi quân đội và đi cùng Hedwig đến Las Vegas, nơi anh ta chắc mẩm sẽ thắng một khoản tiền lớn ở sòng bạc. Giấc mộng không thành nên Johnson cay đắng say sưa bí tỉ. Đến cuối năm 1956, anh ta không còn đồng nào để sống.

Tháng 1 năm 1957, Mitkenbaugh bất ngờ xông vào xe thùng mà vợ chồng Johnson sống cùng món quà 500 đô la và đề nghị làm việc lại cho KGB. Johnson lại vào phục vụ cho lục quân, nơi người ta chưa biết gì về quá khứ của anh ta. Trong vòng hai năm, Johnson đã chuyển cho Mitkenbaugh các bức ảnh, kế hoạch, tài liệu và một lần thậm chí cả mẫu nhiên liệu tên lửa. Cuối năm 1959, Johnson đã được điều tới căn cứ Mỹ ở Pháp và năm 1961, anh ta trở thành nhân viên bảo vệ tại trạm quân bưu (Armed Forces Courier Station) ở sân bay Orly. Được đưa đến đó có các tài liệu tối quan trọng của Lầu Năm góc và đại bản doanh NATO. Trong số đó có các hệ mã và khoá mã, các kế hoạch tác chiến và động viên của Mỹ và các đồng minh châu Âu, các tài liệu tuyệt mật khác. Một điệp viên loại xoàng ban đầu như Johnson đã biến thành nguồn tin cực kỳ giá trị với tiềm năng tình báo quá lớn, cái mà thực ra cần phải biết tận dụng đầy đủ.

Trạm quân bưu nằm trong một toà nhà bêtông không cửa sổ và có một cửa ra vào. Cửa đó dẫn vào phòng, nơi các nhân viên phân loại thư tín. Đằng sau phòng này là một két sắt lớn và để tiếp cận những thứ bên trong phải đi qua hai cửa thép. Cửa đầu tiên được ngáng bằng một thành thép với hai khoá số ở hai đầu. Cửa thứ hai có khoá rất phức tạp, mở và khoá bằng chìa. Để vào két phải biết tổ hợp số cho hai khoá trên thanh ngang và có khoá của cửa thứ hai. Theo chỉ dẫn, khi cửa két mở, phải có nhân viên bảo vệ đứng cạnh. Ngoài ra, trong phòng phân loại thư tín phải thường xuyên có mặt một nhân viên bảo vệ nữa.

Nhờ làm việc siêng năng, Johnson được chuyển từ nhân viên bảo vệ sang làm nhân viên văn thư, công việc này đòi hỏi thỉnh thoảng phải trực tại mục tiêu vào ngày nghỉ. Thế là Johnson có cơ hội lấy trộm mẫu chìa khoá cửa két. Sau đó, Johnson biết được tổ hợp số ở khoá một đầu chốt ngang mà một sĩ quan sử dụng một cách cẩu thả đã ghi ra một mẩu giấy dãy số ổ khoá vì không tin vào trí nhớ. Johnson đã tìm thấy mẩu giấy này trong sọt rác. Anh ta đã tìm ra mã số của ổ khoá ở đầu kia chốt ngang bằng cách sử dụng máy Roentgen xách tay.

Chủ nhật, ngày 15 tháng 2 năm 1961, gần nửa đêm, Johnson lần đầu tiên đột nhập vào két và nhồi các túi tài tài liệu mật vào đầy túi xách và rời trạm quân bưu. Anh ta đi ôtô đến một con đường vắng dọc sân bay Orly là nơi liên lạc viên đang chờ sẵn. Johnson chuyển cho liên lạc viên chiếc túi của mình và nhận một cái túi giống hệt đựng một chai rượu và đồ ăn lót dạ. Năm phút sau, Johnson lại có mặt tại nơi làm việc, trong lúc đó, liên lạc viên cắm đầu chạy xe về toà nhà sứ quán Liên Xô ở Paris. Tại đó, đã có một nhóm kỹ thuật viên chờ sẵn và trong vòng 1 giờ đồng hồ, họ gỡ niêm phong các túi tài liệu, chụp ảnh tài liệu, sau đó cẩn thận khôi phục trạng thái ban đầu cho các bưu kiện.

Vào lúc 3 giờ sáng, liên lạc viên đỗ xe ôtô cách sân bay Orly 5 phút đi xe. Đúng thời gian đã định, Johnson đến và trao đổi túi với anh ta. Sau đó, Johnson trở về và đổi ca vào lúc 6 giờ sáng. Trên đường về nhà, Johnson dừng lại bên bốt điện thoại chọn trước và để lại trong đó một vỏ bac thuốc lá có vẽ hình chữ thập. Điều đó có nghĩa là: “Tất cả đều ổn. Tài liệu đã được trả về vị trí không gặp sự cố gì”.

Chiến dịch ngay từ đầu đã được đích thân Khrushchev cho phép thực hiện và loạt tài liệu mật đầu tiên lấy được đã được đưa đến bàn ông. Tổng cộng đã thực hiện được 7 chiến dịch như thế. Kịch tính nhất là chiến dịch cuối cùng. Khi liên lạc viên đến để trả lại các tài liệu lấy từ két, Johnson đã không có mặt tại điểm hẹn. Thời gian trôi qua, giờ đổi ca sắp đến. Điều này chắc chắn sẽ làm đổ vỡ chiến dịch  và làm lộ điệp viên quý giá. Lúc đó, liên lạc viên của KGB liền quyết đi một nước cờ tuyệt vọng. Anh ta lái xe đến gần toà nhà trạm quân bưu, trông thấy chiếc ôtô của Johnson đỗ ở gần đó, liền mở cửa xe và bỏ lên ghế ngồi chiếc túi đựng tài liệu. Buổi sáng, liên lạc viên đã nhận được tín hiệu của Johnson báo tin đã trả an toàn tài liệu vào két. Sau này, người ta mới biết rằng, sau khi đưa túi tài liệu cho liên lạc viên, Johnson đã ăn tối và bất giác ngủ thiếp đi mê mệt. Chỉ 15 phút trước giờ đổi ca, anh ta mới choàng tỉnh, anh ta rụng rời chân tay lao ra xe mà không biết làm gì. Đột nhiên, anh ta trông thấy chiếc túi trong ôtô. Chộp lấy chiếc túi, Johnson chạy như bay về nơi làm việc để bỏ tài liệu vào két. Vừa kịp khoá hết các ổ khoá thì người trực ca sau xuất hiện.

Năm 1962, người ta đã chuyển lời chúc mừng của đích thân đồng chí Khrushchev đến Johnson. Họ trao cho anh ta 2 ngàn đô la và nói là có thể cầm tiền đó mà tới casino. Đến cuối tháng 4 năm 1963, Johnson đã khuân cho KGB tổng cộng 7 túi chứa đầy tài liệu, trong đó có các tài liệu mô tả chi tiết các hệ mã của Mỹ, tin tức về vị trí triển khai các đầu đạn hạt nhân của Mỹ ở châu Âu, các kế hoạch tấn công và phòng thủ của NATO. Nhưng Johnson bắt đầu lơ là cảnh giác nên KGB đã ngừng tiếp xúc với anh ta một thời gian. Khi KGB định nối lại liên lạc với Johnson thì anh ta đã bị chuyển về Mỹ làm việc.

Năm 1964, Johnson bị nhận diện do lời khai báo của tên phản bội Yuri Nosenko, phó trưởng phòng thuộc Tổng cục II (VGU) của KGB sau khi hắn chạy sang Mỹ. Tuy nhiên, FBI đã không có đủ chứng cứ về hoạt động bất hợp pháp để vạch mặt Johnson tại toà. Nhờ một sự tình cờ mà người Mỹ đã làm việc đó. Cũng trong năm đó, Johnson bỏ chạy khi Hedwig đe doạ tố giác anh ta làm gián điệp cho Liên Xô. Khi các nhân viên FBI gọi cô ta đến để thẩm vấn về người chồng biến mất, cô ta đã kể hết và tố giác cả Mitkenbaugh. Sau một thời gian, Johnson đã ra đầu thú và khai nhận toàn bộ. Năm 1965, anh ta và Mitkenbaugh đã bị phán quyết là có tội và bị kết án 25 năm tù. Trong tuyên bố của Lầu Năm góc về vấn đề này có nói: “Không thể xác định chính xác tổn thất gây ra cho chúng ta. Một số tổn thất là không thể sửa chữa và không thể đánh giá được... Nếu không khám phá ra vụ này thì nếu chiến tranh nổ ra, chúng ta có thể không tránh khỏi tổn thất”.

Johnson qua đời trong tù tháng 5 năm 1972 vì bị con trai dùng dao đâm tử thương trong khi gặp gỡ.

Nhờ KGB đọc được điện tín mật mã liên lạc của Mỹ vào đầu thập niên 1960 sau một loạt chiến dịch phối hợp của Tổng cục I và Tổng cục 8 của KGB, Liên Xô đã giữ lập trường mềm dẻo với Mỹ trong thời gian cuộc khủng hoảng Caribê. Nhờ các thành tựu của tình báo vô tuyến điện tử Liên Xô, Moskva đã biết được kịp thời là nếu Liên Xô không nhượng bộ và không tháo dỡ các căn cứ tên lửa của mình khỏi Cuba, Mỹ sẽ loại bỏ chúng bằng quân sự. Đổi lại việc Liên Xô từ bỏ triển khai tên lửa ở Cuba, Mỹ sẵn sàng bảo đảm sự toàn vẹn lãnh thổ của Nhà nước Cuba. Qua các điện tín mật mã liên lạc đọc được của Mỹ, Moskva cũng biết mục đích đích thực của các chuyến bay của các máy bay do thám U-2 trên lãnh thổ Liên Xô và về những hành động có thể của Mỹ nếu xuất hiện tình huống khủng hoảng xung quanh các chuyến bay này.

Tuy vậy, Khrushchev trong chuyến đi Mỹ đáng nhớ với bài phát biểu xì căng đan của ông ở Liên Hiệp Quốc đã bày tỏ rõ ràng rằng, các chuyên gia mã thám Liên Xô đang đọc được các điện tín mật mã của Mỹ. Ban đầu, trong khi nói chuyện với đại diện Mỹ ở Liên Hiệp Quốc Lodge, ông đã khoe là đã đọc được các bức điện mật của Tổng thống Eisenhower. Sau đó, ông lưu ý Giám đốc CIA Dulles rằng, các điệp viên của ông ta đang cung cấp mật mã của mình cho KGB để KGB sử dụng cung cấp tin giả và moi tiền của CIA. Đồng thời, Khrushchev còn nói đùa là nên hợp nhất nỗ lực của các cơ quan tình báo Liên Xô và Mỹ để hai nước tiết kiệm được tiền bạc. Không lâu sau, NSA đã vội vã thay đổi hầu như toàn bộ các hệ mã của mình.