В сентябре 1933 года молодой студент университетов в Лейпциге и Киле, участник антигитлеровского движения Клаус Фукс бежал из Германии в Великобританию. Его товарищи из германской Коммунистической партии, считая, что ему грозит опасность и надеясь на его будущую роль в строительстве новой Германии, снабжают его деньгами для побега. Высадившись в Дувре всего лишь с узелком вещей, без знания английского языка он сумел через своего двоюродного брата познакомиться с богатым промышленником по имени Рональд Ганн. Сочувствующий коммунистам и Советскому Союзу, Ганн предоставляет ему кров и рекомендует его Невиллу Мотту — заведующему кафедрой физики университета в Бристоле. Член Ассоциации культурных связей с Советским Союзом профессор Мотт разделяет политические взгляды Ганна. Более того, он говорит по-немецки и уже принимал у себя в лаборатории беженцев из Германии и в их числе Ханса Бете, который впоследствии станет руководителем отдела теоретических разработок в Лос-Аламосе. Фукс вошел в эту группу в качестве ассистента-исследователя.
В течение последующих четырех лет Фукс концентрирует свои усилия на научных исследованиях и изучении английского языка. Он выделяется своим спокойным характером, скромностью, усидчивостью в работе и способностями к математике. Тощий очкарик, малообщительный и неприспособленный к обстоятельствам повседневной жизни, но с блестящими знаниями в области своей специальности, он олицетворял собой классический тип ученого. В конце 1936 года Фукс получает научную степень доктора наук и поступает в Эдинбургский университет для работы под руководством Макса Борна — одного из известнейших физиков того времени. В качестве его ученика и партнера Фукс начинает публиковать совместно с ним научные статьи. Именно с этого момента он привлекает к себе внимание других физиков, таких, как Рудольф Пайерлс. Тогда он был на пороге своего тридцатилетия.
В Великобритании Фукс не скрывал своих прокоммунистических убеждений. Вместе с профессором Моттом он часто посещал собрания Ассоциации по культурным связям с Советским Союзом, в ходе которых нередко зачитывались сообщения из Москвы о показательных политических судебных процессах.
Принимая участие в этих зачастую театрализованных чтениях, Фукс избавлялся от своей обычной застенчивости и играл роль прокурора СССР Андрея Вышинского, клеймя позором тех, кто еще вчера были руководителями партии, а «сегодня стали презренными предателями». «Он исполнял эту роль с холодной язвительностью, которую я никогда не мог бы предположить у такого застенчивого и скромного молодого человека», — вспоминал впоследствии профессор Мотт. В Эдинбурге Фукс продолжает посещать собрания Ассоциации по культурным связям с СССР и даже организует Комитет антифашистских действий совместно с Гансом Келлерманом — еще одним немецким физиком из университета. Эта его деятельность не привлекает к себе особого внимания, а впрочем, для тех мест и того времени она и не была особенно радикальной.
Однако он старается избежать огласки в отношении своего членства в германской Коммунистической партии и не ставит об этом в известность своих друзей. В целях сохранения своего положения в партии он встречается в Лондоне с Юргеном Кучински — немецким коммунистом польского происхождения, через которого отправляет в Германию листовки. Кучински — человек талантливый и изворотливый, поддерживал контакты со своей партией в Германии, с Коммунистической партией и левым крылом лейбористской партии в Великобритании, а также с рядом влиятельных лиц в Москве. Фукс был знаком с ним со времени учебы в университете в Германии.
В 1939 году Фукс обращается в министерство внутренних дел Великобритании с ходатайством о принятии его в британское подданство. Почти одновременно нацистская Германия подписывает с Советским Союзом Договор о ненападении, известный как пакт Молотова — Риббентропа, который вызвал столько замешательства и растерянности у коммунистов и их политических попутчиков. В своих признаниях на суде в 1950 году Фукс говорил, что тогда он испытал первые сомнения в отношении советской политики, но в конце концов сказал себе: «Мои сомнения ошибочны, а партия права». Спустя месяц, уверенная в советском нейтралитете, Германия напала на Польшу, а Великобритания в ответ на это объявила Германии войну. Семьдесят тысяч проживавших в стране немцев и австрийцев, в числе которых находился и Фукс, были объявлены враждебными иностранцами. В мае следующего года его интернируют в лагерь на острове Мэн, а затем переводят в лагерь Шербрук в канадской провинции Квебек. В декабре того же года в результате неустанных усилий Борна и Ганна Фукса освобождают, и он возвращается в Англию. С этого времени начинается взлет в его карьере.
В начале 1940 года Отто Фриш покидает Бирмингемский университет и переезжает в Ливерпуль, для того чтобы совместно с Джеймсом Чедвиком заняться там экспериментами с плутонием. Блестящий научный тандем Пайерлс — Фриш распался, и Пайерлс вспомнил о Клаусе Фуксе, которого он неоднократно встречал в Эдинбурге. Он был знаком с научными статьями Фукса, написанными совместно с Борном. Для приглашения немецкого исследователя требовалось разрешение службы безопасности, и он попросил Борна и Мотта дать Фуксу рекомендации. Тем временем сам Пайерлс, который был беженцем, получил британское подданство и на его основании допуск без ограничения к британским ядерным исследованиям. Его лаборатория в университете Бирмингема стала составной частью британского проекта по созданию атомной бомбы, получившего кодовое наименование «Тьюб эллойз» («Сплавы для труб» — англ.). Но в досье Фукса оказалось два неблагоприятных для него документа. Первый, относящийся к 1934 году и полученный из германского консульства, касался его прошлых дел с коммунистами, а второй подтверждал содержание первого документа и исходил из контрразведки МИ-5, которая ссылалась на своего информатора из числа немецких беженцев. Поскольку Германия и Советский Союз были в то время союзниками, Фукса с полным основанием могли рассматривать как человека, представляющего для Великобритании большой риск. Но рекомендации Фуксу, пришедшие из высоких сфер, его устойчивая репутация антифашиста и большая польза от его участия в важной военной программе перевесили негативное влияние его коммунистического прошлого. В июне 1941 года, еще до прихода извещения об ожидавшей его работе, Фукс получил разрешение службы безопасности на допуск к секретной деятельности. После этого он дал подписку о соблюдении требований Закона о государственных секретах.
