То ли его прельстил западный образ жизни, то ли осточертела «совковая» суета и нищета и он не хотел еще два десятка лет дожидаться своего генеральского чина и положенной дачи и спецсанатория, то ли манили подвиги Джеймса Бонда и романтика жизни суперагента? То ли все это вместе взятое? Он подходил к американским студентам, канадскому бизнесмену, английскому дипломату, говорил о своей жажде сотрудничества, передавал конверты, содержимое которых могло и его и их упечь на Соловки до конца жизни. Англичане не торопились связываться с ним, проверяли его и в итоге не обманулись в своих ожиданиях. Когда в апреле 1961 года, в последний день пребывания Винна в Москве, друзья прогуливались по Красной площади, Пеньковский неожиданно заявил, что располагает сведениями, которые любой ценой должны быть переправлены на Запад. В гостинице «Националь», где остановился Винн, Пеньковский передал ему тщательно запечатанный конверт, содержавший, как выяснилось позже, полный отчет о всей предыдущей деятельности Пеньковского и ряд секретных документов, для того чтобы убедить СИС в искренности его намерений.
Двумя неделями позже Пеньковский в составе советской торговой делегации прибыл в Лондон. Каждый вечер, завершив свои официальные дела, Пеньковский выскальзывал из отеля «Маунт ройял» и направлялся на конспиративную квартиру, где его ждали сотрудники СИС и ЦРУ. Беседы продолжались до глубокой ночи. Чтобы убедить Пеньковского не оставлять свою работу и собирать дополнительный материал, в один из вечеров его познакомили сразу с двумя десятками крупных советских перебежчиков, привезенных ради этого в Лондон со всех концов США и Великобритании. «Мы привезли их для того, полковник Пеньковский, чтобы вы ощутили себя среди друзей».
В Москву Пеньковский возвратился с оборудованием, необходимым для шпионской деятельности: фотокамерой, радиоаппаратурой, пленками, бумагой для тайнописи. Были обговорены места для тайников. Обслуживать Пеньковского предстояло целой армии сотрудников СИС.
Во время двух последовавших вскоре встреч в Лондоне и Париже СИС и ЦРУ продолжали вытягивать из Пеньковского информацию, которой он овладел за все годы службы. Их особенно интересовали те девять месяцев, которые он провел в Военной академии имени Дзержинского, изучая ракетную технику. Кроме того, за шестнадцать месяцев своей деятельности в качестве шпиона Пеньковский передал СИС около пяти тысяч различных документов, касавшихся вопросов ракетного вооружения, советской политики, операций КГБ и военной стратегии. Он также давал свою оценку советским лидерам и сообщал о слухах и скандалах в правящих кругах Москвы.
Те, кто его допрашивал, хорошо видели, что агента распирает от самодовольства, от стремления убедить в собственной значимости.
Во время одного из ночных допросов он с удовольствием примерял мундиры английского и американского полковников. Потом стал просить, чтобы его отвезли в Вашингтон для встречи с президентом Кеннеди, чтобы представили королеве Англии. За неделю до того она принимала первого космонавта — Юрия Гагарина.
«Он что, сделал для вас больше?» — возмущался Пеньковский. Постоянно клянча у своих хозяев деньги, он небрежно швырял пятифунтовые банкноты таксистам на чай, покупал очень дорогие вещи — подарки высокопоставленным друзьям. Например, приобретая в шикарном магазине «Хэрродс» духи «Шанель № 5» для мадам Серовой, купил еще несколько точно таких же флаконов и преподнес продавщицам.
Его любовные похождения могли стать серьезной проблемой как для него, так и для его шефов, если бы попали в печать. От британцев он требовал девиц моложе 18 лет и непременно девственниц. Первое условие обычно выполнялось, но со вторым возникали трудности…
При этом в родном отечестве он вел жизнь образцового «Корейко», утаивал свои гонорары от жены и, когда отец попал в больницу, отказался покупать ему лекарства, уверяя, что зарплата ему этого не позволяет. Обстановка в их доме была спартанская, если не сказать нищенская.
Из первой поездки в Лондон Пеньковский вернулся 6 мая 1961 года. С собой он привез миниатюрную фотокамеру «Минокс» и транзисторный радиоприемник. На Запад он сумел передать 111 пленок «Минокс», на которых было отснято 5500 документов общим объемом в 7650 страниц. Во время трех командировок в Лондон и Париж его допрашивали в общей сложности 140 часов, отчеты о них заняли 1200 страниц машинописного текста. По его наводке, если верить опубликованным на Западе документам, «погорели» 600 советских разведчиков, из них 50 — офицеры ГРУ. «Погорел» и сам Серов. Разжалован был из маршалов в генерал-майоры Варенцов. В прессе Пеньковского стали называть «шпионом, который спас мир от третьей мировой войны». Писали, что именно он раскрыл глаза Америке на хрущевский блеф с ракетами. До этого доверчивые американцы завышали советский ракетный потенциал в 100 раз, а на самом деле не Советский Союз, а США лидировали в ракетной гонке. Именно он рассказал и о размещении советских ракет на Кубе, и не только рассказал, но и передал фотографии ракет.