Однажды, когда Судоплатов гулял по Берлину с Коновальцем, их сфотографировал уличный фотограф, тут же передавший пленку Коновальцу. На протест Павла Коновалец отделался заявлением, что в этом нет ничего страшного и беспокоиться незачем. Это был, пожалуй, единственный неприятный эпизод в работе разведчика, так как Коновалец с каждым днем относился к нему все лучше и доверял все больше. Их отношения постепенно перерастали в «дружеские».
Судоплатов, выполнив первую часть задания, вернулся на Родину. О результатах его работы было доложено самому Сталину. Павел был награжден орденом Красного Знамени. В 1937—1938 годах он неоднократно выезжал на Запад в качестве курьера, будучи оформленным радистом на торговом судне, капитан которого якобы «сочувствовал» националистам.
Судоплатов вместе с наркомом внутренних дел Ежовым был приглашен к Сталину. Разведчик доложил о положении в среде украинских националистов и о роли Коновальца, который представлял реальную угрозу, готовясь к войне с СССР вместе с немцами.
После этой беседы по указанию генсека был разработан план оперативных мероприятий против ОУН. Когда его докладывали Сталину, один из руководителей Украины, Г.И. Петровский, доложил, что на Украине Коновалец заочно приговорен к смертной казни за тягчайшие преступления против украинского народа: он отдал приказ и лично руководил казнью рабочих киевского «Арсенала» в январе 1918 года.
После этого Судоплатову было приказано лично ликвидировать Коновальца.
Было разработано несколько вариантов операции. По первому предполагалось убийство в упор из пистолета. Но от него отказались.
По второму предполагалось вручить Коновальцу «подарок» с вмонтированным взрывным устройством и часовым механизмом. Инженер Тимашков изготовил устройство, помещенное в коробку шоколадных конфет, которые очень любил Коновалец. Принцип его действия заключался в том, что устройство включалось после перевода коробки из вертикального положения в горизонтальное. Взрыв должен был произойти через полчаса после этого, что давало возможность уйти до того, как мина сработает.
Руководитель операции Шпигельглас намекнул Судоплатову, что в случае провала операции и угрозы захвата противником он должен повести себя как настоящий мужчина, то есть покончить жизнь самоубийством. Ему вручили сезонный железнодорожный билет, действительный на всей территории Западной Европы, фальшивый чехословацкий паспорт и 3000 американских долларов, посоветовали после «ухода» сменить верхнюю одежду в ближайшем магазине.
Судоплатов отплыл из Ленинграда в качестве радиста на грузовом судне «Шилка». Из Норвегии он позвонил Коновальцу и договорился о встрече в Роттердаме, в ресторане «Атланта». Ресторан был удобен тем, что находился всего в десяти минутах ходьбы от вокзала. Тимашков, сопровождавший Судоплатова в поездке, зарядил устройство перед тем как Павел сошел на берег. Капитан получил указание: в случае, если Судоплатов не вернется до четырех часов дня, отплыть без него.
23 мая 1938 года в 11.50 Судоплатов и Коновалец встретились в ресторане «Атланта». Павел сказал, что свидание должно быть очень коротким, так как он обязан вернуться на судно, однако в 17.00 они смогут побеседовать «по-настоящему». Договорились о следующей встрече. Павел, достав из нагрудного кармана, положил на стол «подарок с Украины» и покинул Коновальца, едва сдерживая инстинктивное желание поскорее убежать.
В первом же магазине он купил шляпу и светлый плащ, а при выходе услышал слабый хлопок, напоминавший звук лопнувшей шины, и увидел, как в сторону ресторана побежали люди. На ближайшем поезде он отправился в Париж.
На следующее утро на станции метро Судоплатов встретился с работником резидентуры Агаянцем и передал ему текст телеграммы, которую следовало отправить в Москву: «Подарок вручен. Посылка сейчас в Париже, а шина автомобиля, в котором я путешествовал, лопнула, пока ЯГ ходил по магазинам». Агаянц ничего не понял из этой абракадабры, да ему это и не требовалось. Кому надо, тот понял!
После этого Судоплатов около двух недель скрывался на явочной квартире, затем перебрался в Испанию, а уже оттуда домой.
Сначала настораживало то, что эмигрантские русские газеты ничего не сообщали о событии в Роттердаме. Затем появились статьи о странном происшествии, при котором украинский националистический лидер Коновалец, путешествовавший по чужому паспорту, погиб при взрыве на улице. Его личность оставалась не выясненной полицией до позднего вечера.