Но еще до того, как Филби пробился в SIS, Антони Блант сумел войти в МI5, поступив туда летом 1940 года. В течение первого года секретной службы Блант поставлял своему советскому куратору все возрастающий поток материалов. Блант предоставил ценную информацию о самой MI5 — ее внутренней структуре, ключевых официальных лицах и агентах. Наиболее важную непосредственную ценность представляли доставленные им весьма обширные разведданные по немецкому боевому составу и операциям. Подобные военные разведданные он получал не через MI5, а через Лео Лонга, бывшего студента Бланта, работавшего в MI14, анализируя силы и организацию немецкой армии.

Четвертым членом "Великолепной пятерки", внедрившимся в британские спецслужбы, был Джон Кернкросс. Примерно в течение года, начиная с лета 1942-го, Кернкросс служил в качестве агента НКВД в Правительственном училище кодов и шифров, где его первостепенной обязанностью был анализ перехваченных сигналов люфтваффе.

Наиболее ценный вклад Кернкросс сделал, по-видимому, летом 1943 года, под конец своего пребывания в GC&CS, перед самой Курской битвой, оказавшейся последним грандиозным немецким наступлением на Восточном фронте. 30 апреля 1943 года, основываясь на перехватах переговоров "Энигма" (Enigma), Британия послала в Москву предостережение о неминуемом ударе немцев по Курской Дуге, а также немецкие разведывательные оценки советских сил в данном регионе. Кернкросс же предоставил куда больше, нежели простое предостережение, основанное на перехватах. Он сообщил и о самих перехватах, и о позывных подразделений, обычно исключавшихся из выхолощенных данных, которые Британия передавала Советскому Союзу.

Наиболее ценными оказались перехваты, указывавшие диспозицию эскадрилий люфтваффе перед битвой. Из страха, что немецкое наступление начнется не позже 10 мая, Советы организовали превентивный налет 6 мая, направленный против 17 немецких аэродромов, отобранных на основе информации Кернкросса. В результате множество немецких самолетов было уничтожено на земле во время первых же налетов, а также последующих налетов 7 и 8 мая. Трехдневная авиационная операция считается величайшей советской авиационной кампанией времен Второй мировой войны. 1400 воздушных боев привели к уничтожению более 500 немецких самолетов, а Советскому Союзу обошлись в 122 самолета.

Возможно, перед вступлением в GC&CS Кернкросс предоставил первые разведданные об американской и британской ядерных программах — проекте "Манхэттен" (Manhattan Project) и "Трубные сплавы" (Tube Alloys). В октябре 1940 года, пока Кернкросс служил личным секретарем председателя Британского научно-консультативного комитета лорда Ханки, в комитете происходила затяжная дискуссия по поводу американской и британской программ. Кроме того, осенью 1941 года, когда Кернкросс все еще работал на него, Ханки служил в консультативной комиссии "Tube Alloys".

Нет никаких сомнений, что Дональд Маклин осенью 1941 года поставлял Советам сведения о британской программе. 25 сентября 1941 года, опираясь на информацию о совещании комитета "Tube Alloys", предоставленную Маклином, резидент НКВД в Лондоне доложил в Москву, что британские ученые уверены в возможности создания урановой бомбы в течение двух лет и что разработка бомбы — самый приоритетный британский проект.

За донесениями Кернкросса и Маклина последовало письмо Сталину, написанное молодым советским физиком, лейтенантом авиации Г. Н. Флеровым. Изучая американские и британские научные журналы, Флеров отметил резкое снижение числа публикаций о ядерном распаде. Его вывод, впоследствии подтвердившийся, гласил, что ядерные исследования перешли под эгиду военных, окружены покровом секретности, и Соединенные Штаты пытаются создать атомную бомбу. Написав советскому диктатору о своих выводах, Флеров добавил, что "надо создавать урановую бомбу, не теряя ни секунды".

Неизвестно, оказало ли письмо Флерова какое-либо влияние, но Советы начали постройку собственной бомбы, попутно собирая все разведданные, какие им удавалось, о разработках США и Британии. Первым и, вероятно, важнейшим советским атомным шпионом был Клаус Фухз — ученый-атомщик, эмигрировавший из Германии в Англию в 1933 году. Весной 1941 года к Фухзу обратился профессор математической физики Бирмингемского университета Рудольф Пайерлз, еще один немецкий ученый-беженец, затеяв разговор о возможности участия в "военной работе особого рода" в Бирмингеме.

Фухз получил допуск к специальным работам, хотя британцам и было известно, что он состоял членом в коммунистической партии Германии (KPD) и не скрывал своих коммунистических убеждений даже во время пребывания в Британии, так как нужда в квалифицированных ученых превалировала над соображениями секретности. Позднее, в 1941 году, когда немецкие войска готовы были вот-вот вступить в Москву, Фухз вызвался стать советским шпионом. Через лидера подполья KPD в Британии Фухз вступил в связь с представителем ГРУ и стал ключевым членом военного аппарата ГРУ, поставляя сведения о продвижении американской и британской атомных программ.

В 1943 году у Фухза появилась возможность передать своим кураторам из ГРУ подробные разведданные об американской программе. Эта возможность возникла благодаря решению президента Франклина Рузвельта "возобновить в полном объеме взаимный обмен сведениями с британским правительством касательно трубных сплавов". Решение Рузвельта привело к секретному Соглашению по атомной энергии (Agreement Relating to Atomic Energy), каковое Черчилль и Рузвельт подписали 19 августа 1943 года. В условия соглашения входил "полный и эффективный обмен информацией и идеями" о конструкции бомбы.

В декабре 1943 года в ходе осуществления этого соглашения Фухз отправился из Англии с визитом к американским коллегам в составе британской делегации "Tube Alloys". Покидая Британию, он получил указания о том, как вступить в контакт со своим американским куратором — американским гражданином русского происхождения Гарри Голдом, кодовое имя Раймонд (Raymond). Фухз не знал, что Голд работает на НКГБ, а ГРУ вынуждено было передать его в ведение НКГБ.

Вскоре по прибытии, в начале 1944 года, Фухзу удалось передать важные данные об урановом обогатительном заводе в Ок-Ридже, Теннесси, хотя тот был известен ему только как "участок X". В середине июля Фухз доставил копии собственных рукописей, подготовленных во время работы над проектом; среди них была информация об Ок-Ридже, местонахождение которого уже было установлено, и имевшемся там оборудовании, в том числе о счетной машине для вычислений по ядерной физике.

В следующем месяце Фухз проник в самое сердце американской атомной программы с назначением в отдел теоретической физики в Лос-Аламосе, Нью-Мексико, где получил широкий доступ к информации, поскольку британские ученые в Лос-Аламосе имели доступ к целому ряду составляющих проекта, что часто давало им более целостное представление обо всем, чем их более специализированным американским коллегам.

В феврале 1945 года Фухз, навещая сестру в Кембридже, Массачусетс, смог передать Голду существенное количество письменных документов об атомном проекте, в том числе донесение объемом в несколько страниц, резюмировавшее подходы к конструированию атомного устройства. В донесении рассматривалась возможность преждевременной детонации плутония из-за спонтанной реакции, использование в процессе детонации сильных взрывчатых веществ, преимущества взрывного метода над пушечным, сравнение критической массы плутония с критической массой урана-235, а также производство плутония на Хенфордском реакторе (Вашингтон).