В Прагу Быстролетов вернулся уже сотрудником Иностранного отдела. Он был принят на работу в советское торгпредство в качестве регистратора, затем стал экономистом информационного отдела. Работа в торгпредстве являлась легальным прикрытием его основной, разведывательной деятельности.

В своей автобиографии Дмитрий Александрович позже отмечал:

«С начала 1925 года я стал работать под руководством резидента в Праге, выполняя различные нелегальные задания. В апреле 1925 года моя работа в ОГПУ была оформлена: мне назначили месячный оклад, перевели на оперативное разведывательное направление, а для легализации устроили в торгпредство.

Я занимался сначала экономической разведкой, а затем, усвоив соответствующие приемы и технику, перешел к вербовке агентуры в посольствах, к получению диппереписки, к нахождению источников в МИД и к военно-технической разведке».

В 1928 году Быстролетов закончил обучение в университете и успешно защитил диплом по теме «Право и мировая торговля нефтью».

В период разведывательной работы в Чехословакии, выступая с нелегальных позиций, Дмитрий Быстролетов провел несколько ценных вербовок. Так, в 1927 году он успешно осуществил разработку секретарши французского посольства в Праге, которая имела доступ к секретной переписке своего посла, а также к шифрам внешнеполитического ведомства Франции. В дальнейшем «охота за шифрами» стала главным направлением деятельности разведчика.

Среди завербованных Быстролетовым лиц был также конструктор с завода «Шкода», крупнейшего чешского предприятия, выпускавшего военную продукцию. С помощью этого специалиста была, в частности, получена технология закаливания орудийных стволов крупного калибра.

Через сына одного из советников МИД Чехословакии Быстролетов получил протоколы заседаний коллегии министерства, а также сведения о центре подготовки офицеров разведки, которые должны были в дальнейшем работать в СССР. Слушателями центра являлись офицеры разведки из Англии, Франции, Италии и Швеции. Преподавал в нем бывший царский генерал Иностранцев.

За успешную работу в разведке руководство ИНО приняло решение направить Быстролетова в Москву на учебу в Академии внешней торговли. Однако жизнь распорядилась по-иному.

В середине 1930 года, незадолго до отъезда, поздним вечером к Дмитрию домой зашел резидент и… предложил ему переехать на работу в Берлин, на этот раз на положении нелегала — под чужой фамилией и с чужим паспортом. Он предупредил разведчика, что работа будет опасной и в случае провала может представить для него смертельную угрозу. Быстролетову были даны сутки на размышление. Но уже утром он ответил согласием. Инсценировав отъезд в Москву, он «исчез» по дороге и перешел на нелегальное положение. Отныне он стал разведчиком-нелегалом, действовавшим под оперативным псевдонимом «Андрей». У Быстролетова в период его работы в разведке было несколько оперативных псевдонимов, но мы в нашем повествовании упоминаем лишь один из них.

В Германию «Андрей» прибыл по греческому паспорту. Этот паспорт он получил в «вольном городе» Данциге у греческого консула, связанного с торговцами наркотиками. При этом разведчик разыграл сцену, призванную доказать консулу, что он якобы является участником международной группы торговцев наркотиками.

Получив паспорт, «Андрей» принял меры к организации прикрытия, которое оправдывало бы его пребывание в Германии. С этой целью советской разведкой в Голландии была создана фирма по оптовой торговле текстильными изделиями, одним из совладельцев которой стал «Андрей», и которая направляла на его имя в Германию денежные переводы и важные деловые документы. Разведчик-нелегал открыл текущий счет в Амстердамском банке и стал членом Торговой палаты. Коммерческое прикрытие позволяло разведчику совершать деловые поездки в различные европейские страны и успешно выполнять оперативные поручения Центра.

В Берлине «Андрей» возглавил одну из групп нелегалов-вербовщиков. Общее руководство нелегальными группами осуществлял заместитель нелегального резидента Борис Яковлевич Базаров, действовавший под оперативным псевдонимом «Кин».

Именно «Андрею» было поручено разыскать человека, который в 1929 году предложил резиденту ИНО в Берне итальянские шифры.

В оперативной переписке с Центром незнакомцу был дан псевдоним «Росси». Изучив скудные сведения на иностранца, «Андрей» сделал вывод о том, что он может быть итальянцем, причем не мелким служащим, а одним из руководителей шифровальной службы МИД Италии, либо связанным с кем-либо из членов итальянского правительства. На эту мысль разведчика натолкнуло то обстоятельство, что полученные от «Росси» шифры и коды использовались во всей шифрованной переписке МИД Италии.

Началась напряженная аналитическая работа. «Андрей» посетил Рим, осмотрел здания МИД Италии и других учреждений, где, по его предположению, мог работать «Росси». Некоторое время дежурил у этих зданий перед началом работы, но вскоре понял, что разыскать иностранца в толпе чиновников просто невозможно. «Андрей» вернулся в Женеву. Он вновь внимательно проанализировал все материалы, связанные с «Росси», в том числе его личные приметы. Разведчик обратил внимание на то, что «Росси» имел, по описанию видевших его людей, золотистый загар и красноватый цвет носа. Если бы он постоянно жил и работал в Италии, то его загар имел бы устойчивый темный цвет, из-за которого Гитлер впоследствии называл итальянцев «лакированными обезьянами».

«Андрей» сделал предположение о том, что «Росси», возможно, является швейцарцем и выступает в качестве посредника, реализующего материалы, которые он получает от своего итальянского контакта. Постоянно проживать он мог в Женеве, где располагалась штаб-квартира Лиги Наций, вокруг которой почти безнаказанно действовали представители спецслужб многих стран мира. В первую очередь «Андрей» решил проверить наиболее посещаемые иностранцами рестораны и бары города. Он направился в дорогой ресторан, а его помощник — в известную и популярную среди международных чиновников пивную. Им обоим повезло: в течение нескольких дней «Андрей» и его помощник зафиксировали появление человека, чьи приметы совпадали с описанием «Росси».

«Андрей» познакомился с иностранцем и стал с ним встречаться. Через некоторое время он, представившись сотрудником одной из западных разведок, напрямую сказал «Росси», что ему нужны итальянские шифры. Иностранец был обескуражен, однако вскоре за сходную плату принес «Андрею» сразу две серии итальянских шифров и кодов.

Работа с источником была для «Андрея» связана с большим нервным напряжением и даже с риском для жизни. На одной из встреч «Росси» предпринял попытку покушения на разведчика. Пригласив его к себе домой выпить чашку кофе, «Росси» неожиданно достал пистолет и прицелился в оперработника. «Андрей», однако, не потерял самообладания. Он сказал, что дом окружен машинами с его людьми, которые через 15 минут войдут в квартиру и, не обнаружив «Андрея» живым, «сделают из иностранца такой фарш, которому будут аплодировать все швейцарские мясники».

Решительное поведение разведчика отрезвляюще подействовало на «Росси», который пробормотал слова извинения и сказал, что пошутил. Постепенно «Андрей» сблизился с «Росси», выяснил его настоящие имя и фамилию. Оказалось, что он являлся выходцем из богатой, но разорившейся швейцарской семьи, имел влиятельных родственников в Италии, через которых и добывал нужные документы. Сам «Росси» сделал предположение, что шифрами МИД Италии торгует сам министр иностранных дел граф Чиано, являвшийся зятем Муссолини.