Начиная с 1943 года Пак снабжал советскую разведку разнообразной и важной информацией. К примеру, он передал биографии более 200 французских высокопоставленных чиновников, политических и общественных деятелей, дипломатов, журналистов и т.д. А когда он начал работать в штаб-квартире НАТО, ценность его информации резко возросла. Будучи ответственным за связи с прессой, Пак отбирал ту информацию о деятельности НАТО, которую можно было публиковать. Поэтому он имел доступ ко всем секретным документам, в том числе и проходящим под высшим грифом секретности «cosmic». За время работы в штаб-квартире НАТО в Париже он передал своим операторам сведения о военно-политических планах альянса в Западной Европе, принципах построения отношений НАТО с Варшавским договором, о планах размещения в Турции американских радаров, а также разведбюллетени НАТО и западных спецслужб относительно СССР и его союзников.
Неизвестно, сколько еще времени Пак смог бы продолжать работать в качестве агента внешней разведки, если бы не предательство сотрудника ПГУ КГБ майора Анатолия Голицына. 22 декабря 1961 года он вместе с женой и дочерью бежал из Хельсинки в США, где поразил всех своими откровениями по поводу тотального проникновения агентов КГБ во все слои западного общества. Разумеется, не обошел Голицын и НАТО, заявив, что там действует советский агент, внедренный на такую высокую должность, что в любой момент может передать КГБ любой натовский документ, включая и документы с грифом «cosmic».
Это заявление потрясло западные спецслужбы. Чтобы убедиться в его достоверности, Голицыну была устроена проверка. Его познакомили с 30 секретными досье НАТО, среди которых было несколько специально сфабрикованных фальшивок. Голицыну предложили указать на те досье, с которыми он ознакомился еще в Москве, работая в отделе НАТО ПГУ КГБ. Голицын не сделал ни одной ошибки. Все выбранные им документы были подлинными. Убедившись, что Голицын говорит правду, сотрудники УОТ (Управление охраны территории — DST— французская контрразведка) начали поиск советского агента.
После многомесячного расследования список подозреваемых сократился со ста человек до четырнадцати, а потом и до пяти: четверых военных и одного гражданского. Биографии всех оставшихся в списке были изучены самым тщательным образом, но это не дало ни единой зацепки. Тогда сотрудники УОТ вновь обратились к Голицыну. Ознакомившись со списком, Голицын обратил внимание на фамилию Пака, но не мог вспомнить, при каких обстоятельствах слышал ее. Но даже столь неопределенная зацепка позволила УОТ взять Пака в оперативную разработку.
Однако блестящий послужной список Пака не давал ни малейшего повода заподозрить его Ъ шпионаже. Не были ясны и причины, по которым он мог бы пойти на сотрудничество с КГБ. Хотя он и слыл противником США, но в свое время возглавил в родном городе Шалон-сюр-Соан кампанию против «антинационального коммунизма». Его жена имела достаточно большое личное состояние, поэтому версия о материальной заинтересованности отпадала. Для шантажа также не было причин: Пак не имел любовницы и гомосексуальных наклонностей. Его имя значилось только в одном из досье УОТ. В 1954 году его допрашивали в ходе расследования дела об утечке секретных материалов по французской обороне вьетнамцам во время войны в Индокитае. Этого оказалось достаточно, чтобы в начале августа 1963 года за Паком было установлено постоянное наблюдение.
В субботу, 10 августа 1963 года, наружное наблюдение зафиксировало поездку Пака в пригород Парижа, где его ожидал Владимир Хренов, второй советник представительства СССР при ЮНЕСКО, установленный УОТ как сотрудник резидентуры КГБ. Правда, контакт Пака с Хреновым не состоялся из-за того, что местная полиция в это время проводила операцию по поимке каких-то мошенников. Но это не помешало сотрудникам УОТ арестовать Пака вечером 12 августа при выходе из здания штаб-квартиры НАТО. Ему было предъявлено обвинение в шпионаже. После непродолжительного допроса под тяжестью улик Пак признался в том, что сотрудничал с советской разведкой.
В июле 1964 года Пак предстал перед судом по обвинению в шпионаже в пользу СССР. В ходе судебного процесса он продолжал утверждать, что сотрудничал с советскими представителями исключительно ради интересов Франции и сохранения мира. Перед вынесением приговора он, обращаясь к судьям, сказал: «Я подвергался большому риску, чтобы обеспечить мир на земле. Я никогда не был советским агентом. Я не преклонялся ни перед советской культурой, ни перед культом марксизма. Я думал о высшей жертве в интересах Франции. Если, по-вашему, я был неправ— вам решать, но я считаю, что усилия, направленные на спасение людей, заслуживают иной участи, чем быть поставленным к стенке»[155].