Вскоре Мартин и Митчелл поняли, что за ними ведется слежка. Прийти к такому заключению они могли по разным причинам, например, таким, как низкая квалификация агентов наружного наблюдения, изменение отношения со стороны руководства АНБ, лишение допуска к секретным документам или неосторожное замечание со стороны коллег по работе. Также вполне возможно, что их предупредил другой советский агент в АНБ — завербованный весной 1960 года сержант Джек Данлап.
24 июня 1960 года Мартин и Митчелл отправились в очередной трехнедельный отпуск, сообщив знакомым, что собираются навестить родителей. Но 25 июня, вместо того, чтобы уехать на автомобиле, как это предполагалось, они улетели на самолете компании «Истерн» рейсом Вашингтон — Мехико. Проведя в Мехико ночь в гостинице, они на следующий день совершили перелет в Гавану, откуда на советском транспортном самолете были доставлены в Москву, где поведали сотрудникам КГБ о многих секретах АНБ, в частности о работе по перехвату сообщений из советских линий связи.
В АНБ обнаружили их отсутствие лишь в середине июля, когда они не вернулись из отпуска, чтобы приступить к исполнению своих служебных обязанностей. В ходе начавшихся поисков на автомобильной стоянке была обнаружена машина, на которой друзья собирались ехать к родителям, со всеми вещами, аккуратно уложенными в чемоданы. А в доме Митчелла сотрудники службы безопасности АНБ нашли ключ к банковскому сейфу в Мэриленде, который был специально оставлен на видном месте. Открыв сейф, сотрудники АНБ обнаружили там запечатанный пакет и записку, в которой Мартин и Митчелл просили опубликовать содержащееся в пакете открытое письмо. В письме говорилось, что решение уехать в СССР было принято ими без всякого давления извне. Помимо этого, в нем Мартин и Митчелл обвиняли правительство США в том, что оно само «в такой же степени беспринципно, в какой в его обвинениях в адрес СССР изображается советское правительство».
«Некоторые противники коммунизма в Соединенных Штатах, — говорилось в письме, — защищают идею превентивной войны против Советского Союза. Они стремятся достичь такой степени безопасности, которая подразумевает полное уничтожение людей со взглядами, противоположными их собственным. Такая война в лучшем случае сделала бы их повелителями могилы человечества».
В адрес Советского Союза в письме содержались только положительные эпитеты, вплоть до того, что в СССР «способности женщины всячески поощряются и используются в значительно большей степени, чем в Соединенных Штатах».
В понедельник 1 августа 1960 года министерство обороны США официально объявило, что два сотрудника АНБ по неизвестной причине не вернулись из отпуска. Несмотря на все попытки не придавать значения произошедшему, побег сотрудников АНБ вызвал живейший интерес прессы, и 5 августа последовало еще одно заявление министерства обороны, в котором было сказано следующее: «Предполагается, что существует вероятность того, что два сотрудника АНБ уехали за «железный занавес»». А месяц спустя, 6 сентября, Мартин и Митчелл выступили на пресс-конференции в Москве.
Состоявшаяся в Центральном доме журналиста в присутствии более 200 советских и иностранных представителей СМИ, эта пресс-конференция стала, пожалуй, самой скандальной в истории американских спецслужб. Открыл пресс-конференцию заведующий отделом печати МИД СССР М. А. Харламов, который сказал, что Мартин и Митчелл попросили политического убежища в Советском Союзе и что их просьба была удовлетворена. После этого слово взял Митчелл, который зачитал копию письма, оставленного в банковском сейфе в США. Выступивший вслед за ним Мартин огласил длинное заявление, составленное уже после прибытия перебежчиков в Москву. Самым скандальным в этом заявлении было утверждение о том, что АНБ перехватывало и расшифровывало корреспонденцию союзников США, в том числе Италии, Франции, Турции, Уругвая. Впрочем, есть смысл процитировать некоторые отрывки этого заявления.
«Наше недовольство связано с некоторыми методами, которые Соединенные Штаты используют для получения шпионской информации. Мы обеспокоены взятым США курсом намеренного нарушения воздушного пространства других государств и практикуемой правительством Соединенных Штатов ложью в отношении таких нарушений с целью ввести в заблуждение общественное мнение…
После инцидента с У-2 правительство Соединенных Штатов признало, что намеренно взяло курс на нарушение воздушного пространства СССР. Официальные лица США, особенно вице-президент Никсон, пытались оправдать эту политику, провозгласив ее единственно возможным путем предотвратить неожиданное нападение со стороны СССР. Вице-президент Никсон не упомянул о том, что информация, полученная во время этих полетов, могла бы оказаться полезной только в случае попытки проникновения сквозь оборонительную систему Советского Союза…
Кольцо военных баз США, окруживших Советский Союз, означает, что правительство Соединенных Штатов полагает, будто сможет успешно противостоять коммунистическим идеям с помощью военных средств».
После пресс-конференции министерство обороны США сделало несколько заявлений. В первом было сказано, что утверждения Митчелла и Мартина о том, что США одинаково шпионят как за своими противниками, так и союзниками, не соответствует действительности. «Их замечания, — говорилось в заявлении, — о якобы ведущейся шпионской деятельности правительства Соединенных Штатов в отношении их союзников и других правительств свободного мира полностью лживы и могут послужить только цели коммунистов посеять раздор среди свободных народов». А во втором заявлении министерство обороны США обвинило СССР в «использовании любой возможности для извлечения пользы из бегства двух перебежчиков, которые стали инструментом советской пропаганды, в попытках заставить весь мир поверить фальшивым заявлениям, которые они сделали в Москве». Выступил по этому поводу и президент США Эйзенхауэр, который заклеймил Мартина и Митчелла как «изменников, которые сами себя разоблачили». А бывший президент Трумэн публично заявил, что «таких надо расстреливать».
Немного позднее спецслужбами была организована утечка информации, и в прессу попали материалы о ходе служебного расследования обстоятельств бегства Митчелла и Мартина, которые были объявлены гомосексуалистами и, более того, — любовниками. Этим американские власти хотели не только скомпрометировать беглецов, но и получить возможность избавиться от не внушающих доверия сотрудников АНБ. Таковых оказалось 26 человек, которых уволили из агентства «по подозрению в сексуальных отклонениях».
