В октябре 1929 года из Москвы на замену Блюмкину и для реорганизации работы нелегальной резидентуры прибыл экс-начальник Восточного сектора ИНО Георгий Агабеков. Связь с Центром и реформирование агентурной сети он осуществлял под руководством Эйтингона. В июне 1930 года Агабеков бежал на Запад, где выпустил книгу «ГПУ. Записки чекиста», в которой раскрыл истинную должность Эйтингона в генконсульстве СССР. Положение разведчика как главы «легальной» резидентуры серьезно осложнилось. Центр, чтобы избежать провокаций со стороны турок, вынужден отозвать Эйтингона в Москву.
Некоторое время Наум Исаакович был заместителем Якова Серебрянского, начальника Особой группы при председателе ОГПУ. Это подразделение не подчинялось начальнику ИНО и было создано исключительно для глубокого внедрения агентуры на объекты военно-стратегического значения и подготовки диверсионных операций в тылу противника в военный период. В этих целях Эйтингон и Серебрянский в 1930 году выезжали в США для вербовки японских и китайских эмигрантов, которые могли пригодиться советской разведке, начнись война с Японией. И пригодились-таки! — Эйтингон завербовал трех ценных агентов. Одним из них был японский художник Иотоку Мияги, который впоследствии вошел в знаменитую группу «Рамзай» Рихарда Зорге.
Несмотря на весомые результаты командировки, Серебрянский был недоволен своим заместителем. Эйтингон подал рапорт о своем возвращении в ИНО, и в начале 1931 года его назначили начальником 8-го отделения (научно-техническая разведка). Но через полгода начальство вспомнило, что Эйтингон — непревзойденный вербовщик, который умеет «сделать из пронырливого браконьера отличного егеря, из лоботряса воспитать агента экстра-класса». Его отправляют в Германию, Иран, США, Китай, Францию, Бельгию, откуда он вернулся лишь в 1933 году.
Немногое из того, чем занимался Наум Исаакович в Западной Европе, стало доступным общественности и широким массам читателей, большинство из того, что сделал (или натворил!) он, остается в хранилищах Службы внешней разведки под грифом «Сов. секретно. Хранить вечно». Вместе с тем историкам спецслужб известно, например, что Эйтингон был на короткой ноге с Гаем Берджессом и Дональдом Маклином — членами «Кембриджской пятерки». Впрочем, чем конкретно они занимались, вряд ли когда-нибудь станет известно не только нам, но и нашим потомкам…
Насколько результативно Наум Исаакович «играл на чужом поле», то есть в Западной Европе, судить можно по тем регалиям, что были вручены ему по возвращении: награжден орденом Красного Знамени, присвоено звание майора госбезопасности, что приравнивалось к полковнику Красной армии, назначен начальником 1-го отделения ИНО, то есть руководителем всей нелегальной разведки ОГПУ СССР!
В 1936 году в Испании генерал Франсиско Франко поднял мятеж против демократично избранного правительства Народного фронта. Сталин вслед за открытым выступлением Германии и Италии на стороне франкистов принял решение оказать помощь республиканскому правительству и направил в Испанию советских военных советников и боевую технику.
Главой резидентуры НКВД в Испании был назначен Александр Орлов (кодовое имя «Швед»), заместителем — Наум Эйтингон (псевдоним «Котов»). Они были самыми высокопоставленными официальными представителями СССР в Испании и не только отвечали за разведку и контрразведку в советских воинских формированиях, но и контролировали поставки советского оружия для республиканской армии.
На территории, удерживаемой республиканцами, Орлов и Эйтингон создали некое подобие тайной полиции, подконтрольной НКВД. Учредили Службу военных расследований (Serviciode Investigacion Militar) и осуществляли надзор за ее деятельностью. Через открытую ими в Мадриде разведшколу прошли многие будущие советские разведчики. Как это случилось, к примеру, со знаменитым разведчиком Морисом Коэном.
Под их руководством испанская контрразведка вела тайную войну против германской, итальянской и английской спецслужб. По наводке разведчиков республиканские спецслужбы в декабре 1936 года арестовали агентов Второго бюро генштаба (военная разведка) Франции. В июне 1937 года при личном содействии Эйтингона были обезврежены два агента британской «Сикрет Интеллидженс Сервис», которые вели сбор данных о республиканской армии. С целью получения сведений об отправке отрядов СА из Германии в Испанию резидентура организовала работу республиканской разведки за границей; наладила надежную охрану лидеров компартии Испании во главе с Долорес Ибаррури, на которых готовились покушения. За это Эйтингон был награжден вторым орденом Красного Знамени.