就在赫魯雪夫表明蘇聯無意從事間諜活動之後不到3個月，美國聯邦調查局逮捕了蘇聯間諜納爾遜·德拉蒙德。他是在駐留倫敦期間被網羅的一個美國海軍文書軍士，在將近5年時間裡，一直向俄國人提供海軍的秘密。為了更改被他盜竊的計劃、操典、兵器教範等，美國需要花費2億美元。
其中最為重要的莫過於「第一管理局」，它是克格勃機構中專門負責對外間諜活動的部門。實際上，他的簡稱就是「對外諜報局」。作為克格勃間諜活動的策劃指揮部門，「對外諜報局」設有書記處和黨委會，領導3個局、2個處、2個特別部和16個部門。
不過，在冷戰期間，克格勃的竊聽和間諜滲透活動對蘇聯技偵工作所做出的貢獻比密碼分析還要多。偷聽器是另一種典型的特工工具。有一種微型麥克風，是克格勃在20世紀50年代中期開始廣泛使用的偷聽工具。這種麥克風可以在遠處用氣槍發射，黏附在建築物的外壁，這種具有高度收聽力的精密電子儀器，不易為人發覺，黏附在牆上，能聽到屋內每一種聲音，而且非常清楚。它的體積還沒有一個火柴盒大，特工只要在5英裡直徑的範圍內，就能偷聽並記錄，將每一句有用的話立即用密碼譯出，用打字機打出來，拍攝和製作成微縮膠捲，貼上郵票後，當信件一樣寄出，用不了多久莫斯科克格勃總部就收到了。
冷戰期間美國駐莫斯科大使館
在蘇聯國內，克格勃使用各種偷聽器來對付外國大使館。自從1933年蘇美正式建立外交關係以來，美國駐莫斯科大使館一直是克格勃最主要的竊聽目標。1944年，一位美國海軍電氣技師對大使館進行了第一次電子檢查，結果發現了「反法西斯盟友」安裝的120個暗藏的麥克風。有一段時間，據一位使館職員稱，竊聽器「無所不在，在新送來的椅子和桌子腿裡，在牆上的灰泥裡，什麼地方都有」。
1952年美國新任駐蘇大使喬治·凱南下令對整個大使館及自己的住所進行徹底的檢查。華盛頓派來的安全專家建議大使在自己的書房念一段過時的外交文件，以便幫助他們發現那些由聲音啟動的竊聽裝置。當大使在念文件時，一位安全專家突然開始不停地敲擊木製的美國國徽後面的牆壁。他在牆壁裡並沒有發現什麼。但是，當他用小木槌敲擊木製國徽時，成功地發現了藏在其中的一個微型竊聽器。這個竊聽器把美國大使的每句話都轉發給了蘇聯的竊聽者。第二天，凱南大使注意到蘇聯警衛及在使館工作的蘇聯職員臉上有一種「新的嚴峻的」表情，「憤怒和敵意氣氛是如此濃厚，仿佛都可以用刀切割一般」。
針對美國駐蘇聯大使館的規模最大的一次竊聽行動，發生在1979年。當時美國人準備重建8層高的使館大樓。克格勃自然不會放過這一千載難逢的良機。雖然整個建築施工的過程完全由聯邦調查局人員和海軍陸戰隊員進行24小時監視，克格勃仍然將竊聽裝置成功地安裝到各種建築構件上，連混凝土中的加固鋼筋都被設計成了天線。新樓建成後，美國人並未急著封頂，而是請來國家安全局的安全技術人員用儀器對其進行檢測，結果在該樓敏感地點的混凝土構件中，查出了一大批竊聽器，用一位美國參議院外交委員會委員的話說，整幢樓就如同「與蘇共中央政治局相連的一個八層樓高的麥克風」。
當時的美國總統裡根甚至表示：「美國除了全部拆除駐蘇新使館大樓外，別無選擇，因為整個大樓是由竊聽器堆砌而成。」美方聲稱，該樓必須整個推倒重建，並向蘇方提出索賠。對此克裡姆林宮當然矢口否認。直到1991年解體前夕，蘇聯政府才決定停止「掩蓋克格勃這一最大的可恥的失敗」，向美方交出了全部竊聽器的安裝位置。