В январе 1916 года полковник Дьяконов был назначен командиром 2‑го Особого полка русского экспедиционного корпуса, отправленного во Францию. Принимал активное участие в сражениях против немцев. Его боевые заслуги были отмечены семью высшими русскими и пятью иностранными орденами, в том числе – французским офицерским крестом Почетного легиона, что давало ему право на получение французского гражданства.
В начале 1917 года Дьяконов был переведен на работу в Генеральный штаб. По представлению начальника Генерального штаба за боевые отличия был произведен Николаем II в генерал-майоры. В сентябре того же года откомандирован в Лондон для исполнения обязанностей военного атташе, где оставался до 1 мая 1920 года. После закрытия аппарата российского военного атташе в Великобритании в мае 1920 года переехал на постоянное жительство во Францию.
В белогвардейском движении на территории России не участвовал. Ни он, ни члены его семьи никогда не высказывали враждебных намерений против новой власти в России»…
Последние строчки Трилиссер подчеркнул жирной чертой, а в левом углу документа написал: «Провести с генералом Дьяконовым доверительную беседу и выяснить его дальнейшие намерения».
Резидент ИНО ОГПУ провел в Париже очередную встречу с генералом. В ходе беседы Дьяконов рассказал, что планами РОВС активно интересуется великий князь Кирилл Владимирович, который просил генерала постоянно снабжать его информацией о деятельности этой организации. Он отметил, что князь хочет знать все, что Кутепов и его боевики замышляют против русских монархистов.
Чистота помыслов генерала Дьяконова не вызывала сомнений у резидентуры. Русский патриот отдавал себе отчет в том, что реализация планов РОВС по организации нового крестового похода против большевиков, за которыми пошло абсолютное большинство русского народа, приведет к новым потокам крови на его родине. Поэтому такие планы контрреволюции не вызывали поддержки у генерала.
Так царский профессиональный разведчик П. П. Дьяконов стал активно сотрудничать на патриотической основе с советской внешней разведкой. В письме на имя руководства разведки, он написал:
«Настоящим я заявляю, что, будучи в прошлом человеком, враждебно настроенным по отношению к советской власти, в настоящее время я решительно изменил свое отношение к ней.
Желая доказать свою преданность советскому правительству, я добровольно и сознательно беру на себя обязательство своевременно его информировать о деятельности правых (антисоветских) партий и контрреволюционных групп.
Обязуюсь охранять, защищать и служить интересам Союза Советских Социалистических Республик и его правительства.
Советский разведчик Дьяконов успешно выполнял задания Центра по разложению Русского общевоинского союза, осуществлявшего подготовку и заброску на территорию СССР террористических групп. От него также поступала важная информация о деятельности кирилловских белогвардейских организаций и французской военной разведки. Дьяконов принимал непосредственное участие в проведении операции по захвату руководителя РОВС генерала Кутепова и в осуществлении ряда оперативных комбинаций. В частности, в результате одной из таких комбинаций французскими властями был арестован адъютант Великого князя Кирилла Владимировича и руководитель белогвардейской организации младороссов Казем-бек.
В начале 1930‑х годов, когда М. А. Трилиссер уже не являлся руководителем внешней разведки, Дьяконов сообщил о том, что группа бывших царских генералов во главе с Антоном Туркулом установила связь с лидером германских нацистов Адольфом Гитлером, у которого ищет финансовой помощи и политической поддержки. Он подчеркнул, что Туркул и его сообщники имеют высокопоставленных покровителей во французском Генштабе.
По поручению Центра Дьяконов довел до сведения Второго бюро Генерального штаба французской армии (военная разведка), с представителями которого он поддерживал служебные контакты в годы Первой мировой войны, сведения о профашистски настроенных белогвардейских офицерах и генералах. Незадолго до начала Второй мировой войны французские власти, которым генерал Дьяконов предоставил соответствующие документы, выслали из Франции большую группу прогерманского крыла русской эмиграции во главе с генералом Туркулом. Высылка этих лиц ослабила «пятую колонну» фашистов во Франции. Руководство французской военной разведки в этой связи письменно сообщило генералу Дьяконову: «Ваша информация о русских, которые известны своими немецкими симпатиями, чрезвычайно ценна для Франции. Мы высоко оцениваем наше сотрудничество».