Выполняя задания английской и американской разведок, Пеньковский подготовил очередную партию шпионской информации, которую передал связнику иностранной разведки на конспиративной встрече в районе гостиницы «Балчуг».
4 июля 1962 года на приеме в доме американского посла в Москве по случаю Дня независимости США Пеньковский познакомился с сотрудником американского посольства Карлсоном, а затем на приеме у сотрудника посольства США Хорбели передал Карлсону семь фотопленок с секретными материалами и донесение. Тогда же Пеньковский получил от Карлсона пакет с фиктивным паспортом на случай перехода на нелегальное положение и инструктивное письмо разведцентра с новым заданием.
5 сентября 1962 года на приеме в посольстве США в Москве Пеньковский снова встретился с Карлсоном и имел при себе 4 экспонированные фотопленки и донесение, но передать их не смог. Также не смог он этого сделать и на следующий день, на приеме у английского торгового советника Сениора. Все эти шпионские документы были обнаружены в тайнике на квартире Пеньковского.
Вот что писал Пеньковский в этом донесении:
«Мои дорогие друзья! Получил ваше письмо с паспортом и описанием к нему… Вы пишете о возможности присылки радиопередатчика и приспособления к моему приемнику. Это очень ценные для меня вещи… Прошу прислать побыстрее приспособление к приемнику, так как это значительно упростит и облегчит мне приемы сообщений…»
И в конце донесения:
«…Если я поеду в командировку в США или другое место, то прошу вас организовать прием, на котором я передам все подготовленные материалы к командировке, так как я не хочу иметь наши материалы во время полетов к вам…
…Крепко жму ваши руки, большое спасибо за заботу обо мне, я всегда чувствую вас рядом с собой.
Ваш друг.
5.9.62».
Не помогла Пеньковскому забота «дорогих друзей». 22 октября 1962 года советские чекисты положили конец всей этой тонко задуманной и тщательно разработанной шпионской операции.
Припертый к стене неопровержимыми доказательствами, Пеньковский полностью признал себя виновным и ответственным за самое тяжкое преступление — за измену Родине. Признал себя виновным и его связник Винн.
Однако за время своей шпионской деятельности Пеньковский нанес значительный вред нашему государству. В устной форме, письменных донесениях и фотопленках он сообщил английской и американской разведкам обширную информацию, которая, по заключению экспертов, в большинстве своем является секретной и совершенно секретной и составляет государственную и военную тайну Советского Союза.
Следствие по делу Пеньковского и его связника Винна было проведено нашими следователями безупречно. Они приложили немало сил и умения, чтобы докопаться до истоков совершенного преступления, установить все отягчающие и смягчающие вину обстоятельства, вскрыть причины и условия, способствовавшие этому тягчайшему преступлению. Расследование этого дела проведено ими объективно, всесторонне, полно. При этом были соблюдены все требования уголовно-процессуального закона. По делу было допрошено много свидетелей, проведен ряд различных экспертиз и множество других следственных действий.
В мае 1963 года дело по обвинению Пеньковского и Винна рассматривалось Военной коллегией Верховного Суда СССР в открытом судебном заседании. На процессе присутствовали не только советские люди, но и многие иностранные журналисты. Процесс широко освещался в печати.
В течение пяти дней Военная коллегия со всей тщательностью проверяла и исследовала материалы дела. Как на следствии, так и на суде была показана гнусная роль Пеньковского и Винна. На суде Пеньковский продолжал играть роль человека, впавшего в тяжелое заблуждение, пытался разжалобить судей и спасти свою подлую жизнь. Но не только судьям, а и всем присутствующим было совершенно ясно, что о каком-либо снисхождении к нему или смягчении меры наказания речи быть не может.
Государственный обвинитель — Главный военный прокурор А.Г. Горный в своей обвинительной речи заявил:
«Есть такие преступления, которые уже нельзя ничем искупить. Я не вижу в этом вопросе никакой альтернативы, никакого выбора. Предателю и шпиону, продавшему свое Отечество, нет места на земле, и я требую приговорить Пеньковского к смертной казни».
Эти слова генерала А.Г. Горного были встречены присутствующими на суде бурными аплодисментами.