En 1962, le colonel Penkovsky offre aux Américains des renseignements sur l'armement nucléaire soviétique. Le premier contact d'Oleg Penkovsky avec les Occidentaux se fait par l'intermédiaire d'une lettre que l'homme d'affaires britannique Greville Wynne est chargé de transmettre au MI6, le service de renseignements extérieurs du Royaume-Uni. Wynne rentre en Grande-Bretagne le 12 avril 1961, le jour où Youri Gagarine effectue le premier vol humain dans l'espace. Pour l'URSS, c'est la preuve éclatante de sa supériorité militaire et nucléaire. Plus tard, à Londres, Penkovsky rencontre les agents britanniques et américains, et les supplie : "Il va se passer des choses terribles, parce que Khrouchtchev ne comprend rien à la situation de notre industrie militaire ! Il est convaincu de notre supériorité militaire, et c'est très dangereux".