Proyecto Venona.

En 1946, cuando Fuchs retornó a Inglaterra y al Establecimiento de Investigación de Energía Atómica en Harwell, fue confrontado por oficiales de inteligencia como resultado del descifrado de los códigos soviéticos conocido como el proyecto VENONA. Bajo una interrogatorio prolongado realizada por el oficial del MI-5, William Skardon, Fuchs confesó en enero de 1950. Además, Dijo a los interrogadores que la KGB obtuvo un agente en Berkeley, California, quién informó a la Unión Soviética sobre la investigación de la separación electromagnética del Uranio-235 en 1942 o antes. Fue procesado por Hartley Shawcross y declarado culpable el 1 de marzo de 1950, el día siguiente fue sentenciado a catorce años en prisión, el máximo posible por pasar secretos militares a una nación aliada. Una semana tras el veredicto, el 7 de marzo, la Unión Soviética publicó una concisa declaración negando que Fuchs haya servido como un espía soviético.Las declaraciones de Fuchs a las agencias de inteligencia británicas y americanas fueron empleadas en la implicación de Harry Gold, un testigo clave en los juicios de David Greenglass y de Ethel y Julius Rosenberg en los Estados Unidos.Tras su confesión Fuchs fue sentenciado a catorce años en prisión, y le fue quitada su ciudadanía británica, en diciembre de 1950. Suele creerse que Fuchs confesó para evitar la pena de muerte, sin embargo, según al menos uno de sus interrogadores, Fuchs suponía que al confesar podría volver a trabajar en Harwell. Fuchs fue liberado el 23 de junio de 1959, luego de cumplir nueve años y cuatro meses de su sentencia en la prisión de Wakefield. Le fue permitido emigrar a Dresde, entonces en la República Democrática Alemana (Alemania Oriental). Partió de Gran Bretaña casi inmediatamente y vivió en Dresde con su padre y un sobrino. El mismo año, se casó con una amiga de sus años de estudiante, Margarete Keilson.En Alemania Oriental, Fuchs continuó con su carrera científica, logrando una considerable prominencia. En 1963 tomó un cargo en la Universidad Técnica de Dresde. Fue elegido miembro de la presidencia en la Academia de Ciencias Naturales y en el comité central del Partido Socialista, luego fue designado subdirector del Instituto de Investigación Nuclear en Rossendorf, donde trabajó hasta retirarse en 1979. Desde 1984 fue director del Consejo Científico de Investigación de Energía y Fundamentos de Microelectrónica. Publicó durante esta época más de 100 artículos científicos, y fue uno de los científicos más sobresalientes de Alemania del Este. Recibió la Orden de Mérito de la Patria y la Orden de Karl Marx. Murió en el año 1988 en Berlín Oriental.El físico Hans Bethe, director de la división técnica del Proyecto Manhattan, una vez dijo que Klaus Fuchs fue el único físico que conoció que realmente cambió la historia. Debido a la forma en la que el director administrativo del proyecto soviético, Lavrenty Beria, utilizó la inteligencia extranjera (haciéndola verificar por terceros, en vez de dársela directamente a los científicos ya que, en general, desconfiaba de esta clase de información), se desconoce si la información relacionada con las armas de fisión provista por Fuchs tuvo un impacto substancial en el proyecto soviético. Además, considerando que el progreso del programa soviético estaba definido en primer lugar por la cantidad de Uranio que pudieran producir, es muy difícil para los historiadores determinar precisamente cuánto tiempo la información de Fuchs ahorró a los soviéticos. Algunos científicos soviéticos que trabajaron en el proyecto dijeron que los datos de Fuchs incluso obstaculizaron el trabajo, debido a que Beria insistía en que la primera bomba ("Joe 1") debía parecerse a la bomba de Plutonio estadounidense ("Fat Man") tanto como sea posible, aun cuando los científicos habían descubierto varias mejoras y diferentes diseños para hacer armas más eficientes.Todavía se debate si la información suministrada por Fuchs relacionada a la bomba de hidrógeno habría sido realmente útil. La mayoría de los historiadores están de acuerdo con la evaluación realizada por Hans Bethe en 1952, la cual concluyó que, para el tiempo en que Fuchs había abandonado el programa termonuclear — en el verano de 1946 — había muy poco conocimiento acerca del mecanismo de la bomba de hidrógeno para que su información tenga algún uso para la Unión Soviética (el exitoso diseño Teller-Ulam, conocido en Rusia como "la tercera idea de Sajarov" no fue descubierto hasta 1951). Físicos soviéticos remarcarían luego que ellos pudieron ver, al igual que los norteamericanos, que los diseños iniciales propuestos por Fuchs y Edward Teller eran inútilies. Sin embargo, algunos trabajos de archivo realizados por el físico soviético German Goncharov han sugerido que, si bien el trabajo inicial de Fuchs (cuyas copias estaban disponibles a los soviéticos) no ayudó a Norteamérica en sus esfuerzos por lograr una bomba de hidrógeno, estaba mucho más cerca de la solución correcta final de lo que fue reconocido en ese tiempo, y que de hecho estimuló a la investigación soviética a tratar problemas útiles que resultaron eventualmente en una solución correcta. Dado que la mayor parte del trabajo de Fuchs, incluso la patente de 1946, aún es confidencial en los Estados Unidos, ha sido difícil para los historiadores fundamentar estas conclusiones.