В этот же день Майкл провел инструктивное занятие по обучению правилам пользования средствами тайнописи и шифровальными таблицами и передал ему для поддержания связи со спецорганами США на территории СССР предметы шпионской экипировки:
разведывательное задание и руководство по работе с шифрами, исполненные на микропленке, прикрепленной к стержню шариковой ручки;
связь на Москву посредством публикации инструкций и сообщений американского разведцентра под видом объявлений частных лиц в соответствующем разделе газеты «Нью-Йорк таймс», адресованных человеку с инициалами Полякова;
два шифрблокнота, предназначенных для кодировки агентурных сообщений, направляемых через тайники и по почтовому каналу, закамуфлированные в обложке дорожного несессера;
письма-прикрытия, укрытые в обложке книги об охоте;
пять конвертов от грампластинок с записями латиноамериканских мелодий, внутренняя поверхность которых после проведенной химической обработки предназначалась для использования в качестве тайнописной копирки;
два съемных видоискателя для вертикальной и горизонтальной фотосъемки к фотоаппарату «Тессина»;
катушка защищенной фотопленки «Кодак», рассчитанной на специальное проявление;
шариковая авторучка, головка зажима которой предназначалась для нанесения тайнописи при работе через тайники;
словесный пароль – «607 Мэдисон авеню» для восстановления личной связи с представителями спецслужб США на случай нового выезда в длительную служебную командировку;
таблетка цианистого калия.
9 июня 1962 г. Поляков отплыл на трансатлантическом лайнере «Куин Элизабет» в Европу, занимая один трехместный номер. Вплоть до Франции его сопровождали Майкл и одна из женщин, присутствовавшая вместе с ним на приеме у генерала О’Нейли. В контакты с ними Поляков не вступал.
На теплоходе он решил проверить качество маскировки переданных ему средств связи и обнаружил, что обложка книги с конвертами и текстами для тайнописных донесений покоробилась и начала расклеиваться. Он открыл иллюминатор и выбросил книгу с содержимым в океан.
По прибытии в порт Шербур, Поляков добрался на поезде до Парижа, где он по согласованию с Центром пробыл 10 суток, цель его поездки имела чисто ознакомительный характер, посетив посольство, заходил в помещение военного атташата, но контактов ни с кем не имел.
В Москве 22 июня 1962 г. командованием ГРУ утверждается заключение о работе Полякова в командировке в США, в котором говорилось, что с обязанностями руководителя группы по обеспечению нелегальной разведки он справился, вместе с тем не добился активизации работы у отдельных офицеров группы в решении вербовочных задач. Связь с нелегалами проводилась в соответствии с указаниями Центра, срывов ее по вине оперативных работников не было.
12 июля 1962 г. Поляков был назначен старшим офицером 1-го направления 3-го управления ГРУ, на него были возложены обязанности по курированию Нью-Йоркской резидентуры. На этой должности он проработал около двух лет, после его перевели на вашингтонский участок.
Располагая доступом ко всем оперативным материалам разведаппаратов ГРУ в Нью-Йорке и Вашингтоне, а также в определенной степени к отдельной информации американского направления 3-го управления в целом, Поляков использовал эти обстоятельства для сбора интересующих спецслужбы США сведений. В августе 1962 г. он в своем рабочем кабинете перефотографировал с использованием служебного фотоаппарата «Экзакта» телефонные справочники ГРУ и Генштаба ВС СССР.
В первых числах сентября 1962 г., в соответствии с имевшимся графиком проведения тайниковых операций, Поляков с соблюдением мер конспирации в вечернее время заложил контейнер с экспонированной фотопленкой в тайник в Центральном парке культуры и отдыха имени Горького г. Москвы, имевший условное обозначение «Арт», и затем поставил установленный сигнал об этом в виде горизонтальней черты из чернильных брызг на соответствующем столбе ограды парка.
Утром следующего дня он проверил предусмотренное условиями связи место постановки ответного графического сигнала. Сигнал свидетельствовал, что тайниковая закладка была изъята сотрудниками американских спецслужб.
Прошло некоторое время, и прибывшая в библиотеку 1-го (нелегального) управления ГРУ из разведаппарата ГРУ в Нью-Йорке газета «Нью-Йорк таймс» Полякову подтвердила, что письмо от «Арта» разведцентром получено.
Однако вскоре произошла реорганизация ГРУ, 1-е управление вместе с библиотекой были ликвидированы, в связи с чем Поляков утратил возможность получения инструкций и сообщений через газету «Нью-Йорк таймс».