Руководство КПГ приняло решение отправить молодых, способных членов партии, среди них Клауса Фукса, в эмиграцию. Ему было сказано: «Вы – молодой коммунист и должны получить высшее образование, потому что после свержения Гитлера будут нужны люди с хорошей технической подготовкой, которые потребуются для того, чтобы воссоздать новую Германию».

В июле Клаус приехал в Париж, а через несколько месяцев с помощью друзей отца, квакеров, без каких-либо средств перебрался в Англию как антифашистский беженец.

Сестру Клауса – Елизавету – арестовали вместе с мужем, но им удалось бежать в Чехословакию. Туда же перебрался его брат Герхард с супругой. В Праге он заболел туберкулезом, а позднее переехал в Швейцарию, где проживал до своей смерти в 1951 году. Младшая сестра – Кристель – с помощью квакеров уехала на постоянное жительство в США.

Приход фашистов к власти вынудил миллионы немцев покинуть Германию. Десятки тысяч беженцев прибыли в Англию. Среди них – много членов КПГ, которые и в эмиграции продолжали партийную деятельность. Британское правительство было осведомлено об этом. В то время дальновидные английские политики с опасением наблюдали за действиями Гитлера и поэтому поддерживали эмигрантов-антифашистов.

По ходатайству квакеров К. Фукса принял на жительство в Бристоле известный промышленник, друг Советского Союза Рональд Ганн. Последний убедил известного ученого-физика Невиля Мотта, преподававшего в Бристольском университете, взять молодого немца-антифашиста в свою лабораторию в качестве аспиранта. Клаус работал у Мотта и проживал в семье Ганна три года. За это время он зарекомендовал себя скромным, трудолюбивым молодым физиком с блестящими способностями. В декабре 1936 года, в возрасте двадцати пяти лет, К. Фукс защитил докторскую диссертацию.

Мотт рекомендовал Фукса на работу в лабораторию профессора Макса Борна в Эдинбурге. Тот выхлопотал у руководства университета стипендию для Клауса и в июле 1937 года пригласил его к себе. Учитывая важность работ, выполняемых молодым ученым, Борн добился для него стипендии фонда Карнеги. В Эдинбургском университете Фукс совместно с профессором написал ряд статей по результатам их исследований.

Германо-советский пакт о ненападении в августе 1939 года вызвал заметное ухудшение англо-советских отношений. Ввод советских войск в Западную Украину и Западную Белоруссию, война с Финляндией – все это вызвало подозрение у Лондона в отношении намерений Москвы.

Резкие расхождения в оценке пакта имелись и среди немецкой эмиграции в Великобритании. Наблюдались некоторые колебания по этому вопросу и у Фукса. Так, позднее он признал: «Советско-германский пакт было трудно понять, но я все же пришел к выводу, что СССР сделал это, чтобы выиграть время и лучше подготовиться к войне». Нападение фашистской Германии на СССР 22 июня 1941 г. окончательно рассеяло его сомнения, и он без каких-либо колебаний стал одобрять и поддерживать внешнюю политику Советского Союза.

Опасаясь вторжения гитлеровской армии в Великобританию, английское правительство изменило свое отношение к немецким эмигрантам-антифашистам. Повсюду в Англии немцы вызывались в специальные трибуналы, которые проводили их проверку. В ноябре 1939 года вызывался в такой суд в Эдинбурге и Фукс. В мае 1940 года его интернировали и заключили в лагерь на острове Мэн. Ученые Борн и Мотт ходатайствовали перед властями об освобождении Клауса, утверждая, что он является одним из двух-трех самых одаренных физиков молодого поколения и мог бы выполнять важную работу для обороны Великобритании. Но успеха это не имело.

Затем Фукс вместе с другими немецкими эмигрантами был направлен в Канаду. В лагере, созданном в районе города Квебек, условия для заключенных были тяжелыми. Они жили в старом паровозном депо. На семьсот двадцать человек там имелось пять кранов холодной воды. Благодаря настойчивым ходатайствам друзей-ученых и промышленника Ганна в конце декабря 1940 года Фукса все же освободили и направили обратно в Англию.

В 1939 году ученые многих стран, включая СССР, теоретически знали о возможности создания атомного заряда. Они понимали, что та страна, которая первой сконструирует такой заряд в виде транспортабельной бомбы, получит неоспоримые преимущества в начавшейся Второй мировой войне. Англия, Германия, США, несколько позднее Советский Союз начали лихорадочную гонку в надежде на успех.

В начале 1940 года немецкие ученые-эмигранты Отто Фриш и Рудольф Пайерлс представили Генри Тизарду, научному советнику Черчилля, меморандум «О создании супербомбы, основанной на ядерной цепной реакции в уране». В нем авторы указывали, что лучшим способом создания ядерного взрыва является соединение на большой скорости двух полушарий из урана-235.

Вскоре английское правительство образовало сверхсекретный комитет под кодовым названием МАУД по изучению возможности производства урановой бомбы. В целях зашифровки программа стала называться «Тьюб аллой».

Летом 1940 года, когда Лондон и другие города Англии подвергались массированной бомбардировке немецкой авиацией, по инициативе английского правительства начались сотрудничество и обмен секретной информацией в области науки и техники с США. Англичане передали заокеанским союзникам ряд своих важных научных разработок по атомной бомбе и электронике.

В конце 1940 года Лондон принял решение о начале строительства завода по выделению урана-235 методом газовой диффузии, а также выделил средства профессору Р. Пайерлсу для развертывания работ по атомной бомбе в Бирмингемском университете.

В поисках новых научных сотрудников Пайерлс натолкнулся на Фукса, ознакомился с его научными трудами и рекомендациями Борна и Мотта и принял молодого ученого в свою лабораторию. Профессор знал, что Клаус был активным членом социалистической студенческой группы в Бристоле. Но он прежде всего видел в нем способного, быстро растущего ученого и не обращал внимания на его левые политические взгляды, считая, что со временем это пройдет. К тому же Пайерлс тоже был антифашистом, дружественно относился к СССР, куда он ездил дважды, и даже женился на советской гражданке.

Работая в Бирмингеме по программе «Тьюб аллой», Фукс решил несколько кардинальных математических задач, которые оказались крайне нужны для уточнения важных параметров урановой бомбы.

В июне 1942 года Фукса приняли в английское подданство и стали привлекать к более секретным работам. Пайерлсу и ему поручили вести наблюдение за работами в Германии по атомной бомбе. Им передавались для анализа не только открытые публикации, но и совершенно секретные материалы, полученные «Сикрет интеллидженс сервис» от своих немецких агентов. Во время войны ценным английским источником был немецкий ученый Пауль Росбауд, который регулярно передавал СИС информацию о ходе работ по созданию бомбы и ракет в Германии.

Как утверждают его коллеги, Фукс, имея феноменальную память, глубокие знания ядерной проблемы и немецкой научной терминологии, являлся идеальным аналитиком. На основе представленных ему материалов он составил ясные, убедительные анализы и пришел к выводу, что работы в Германии по созданию атомного заряда ведутся в ошибочном направлении и что немцы успеха не добьются.