李洪樞被押解至北京後，即在公安監視下，用他帶來的微型無線電信號機與蘇聯使館外交官取得聯繫，約定在北京東郊西壩河（現在北三環中國國際展覽中心附近）接頭。公安人員和民兵提前潛伏在附近，並安排電影攝像機隨行拍攝。據當時《人民日報》報導，雙方各自到了指定接頭地點，剛剛用暗語聯繫上，就被抓獲了，抓獲的蘇方人員是三等秘書謝苗諾夫和武官處翻譯科諾索夫，參與行動的還有謝苗諾夫的夫人和一等秘書馬爾琴柯夫婦。
當時的現場也頗為滑稽，李洪樞的情報藏在一隻口罩裡與對方交換一隻手提包，就在交易完成之時，西壩河橋上空忽然升起一顆紅色的信號彈，接著又是幾顆白色的照明彈。緊接著，周圍的許多警察和民兵就衝了出來。蘇聯外交官當場被抓獲，而李洪樞則趁亂逃脫，不過沒多久也在北京懷柔落網。隨後，中國外交部向蘇聯駐華大使宣布，蘇聯的5名外交官為不受歡迎的人，將他們驅逐出境了。
李洪樞是從遠東這邊被派遣過來的，他是怎麼暴露的呢？有人說是軍民聯防隊在邊境森林裡發現了他扔的罐頭盒。但普遍的說法則是發現了"熊跡"破綻，有個電影《熊跡》就是描寫這個故事，也就是說，他不是個獵人，在雪地中模仿熊的足跡露出了破綻。事後，在中國的反間諜宣傳中，把他所起的作用神話了，例如說他負責整個東北的間諜網工作，說他具有高超的間諜技術，曾隻身進入軍營和海港，用手錶上的微型照相機竊取我機密軍事情報。還有人說他具有高超的化妝術，所以能夠到各地收集情報而長時間不被發現。也有人說他是個雙重間諜，在第一次偷越國境時就被發現了，中國方面也利用他向蘇聯傳遞了不少假情報，這些假情報造成了蘇聯當局在戰略判斷上出現失誤，這都是扯蛋，因為在重大戰略判斷上，蘇修從來也沒失過誤，失誤的反而是中國。
當年並不是李洪樞一個從叛逃，而是夥同馬俊發等六人偷渡的，蘇聯方面對他們進行了審查。因馬俊發等人沒有利用價值，蘇方很快就遣返了他們，這些人在回國後隨即在雙鴨山被處決。至於李洪樞第二次被抓獲後，當時流傳最多的是被處決。因為在此之前中國已抓獲多名蘇聯間諜，如果是中國人，則多數被處決。但後來還有傳言說李洪樞沒有死，安全部認為他有利用價值，留下他繼續秘密地為國安局工作。但我估計這個可能不大，因為蘇聯間諜那一套課程早就教給了中國兄弟。
李洪樞偷渡到蘇聯後，因為俄語說得很好，就被蘇聯人留用了。開始是做一些翻譯工作，主要是對來自中國的偷渡者的口供進行翻譯。在這個過程中，蘇方並不讓李公開露面，這是為培養他當間諜做準備。因為那個時候是文革期間，又是中蘇交惡時期，所以有不少中國人偷渡到蘇聯。但蘇聯人對這些來自中國的偷渡者並不信任，甚至懷疑他們是中國派來的間諜，因此對每個偷渡者都要進行嚴格審查。蘇邊防總隊，軍事情報局，克格勃都參與這項甄別工作。為了證實偷渡者的供詞是否真實，除了測謊，甚至會在偷渡者的帶領下尋找在森林中丟棄的煙頭，重新走一部分偷渡路線，因為這個路線很可能成為今後派遣間諜的安全通道。
中國方面的大規模偷渡潮是在"九一三事件"之後，由於官方公布了林彪集團的秘密文件"五七一工程紀要"，文件中揭露了上山下鄉運動是變相勞改，這使得許多知青的共產主義理想幻滅了，加上生活困苦，人們開始對現實不滿，就紛紛偷渡逃離中國，當時叫叛逃，也叫叛國投敵。這種偷渡，在中國的南北方邊境都有發生。南方多逃往香港或緬甸，在北方或西部則是逃往蘇聯。當時，中國叛逃者對蘇聯的認識還存在誤區，畢竟那不是一個民主國家，逃往蘇聯無疑是屎窩挪尿窩。蘇聯方面一點也不傻，他們從中國偷渡者口中也可以得到一些情報，比如地方黨政組織結構，人員名單，軍隊駐地，以及駐軍情況等等。但是蘇聯人對這些偷渡者如何進行處理呢？他們會根據不同情況採取三種方法：一、對毫無利用價值的，立即遣返回國；二、收留定居，這多是一些中俄混血兒。三、經過考查，發展訓練成為間諜。
蘇方在李洪樞做翻譯工作同時，對他進行了多次考查，如讓他重新偷越國境去取回藏於一些地點的情報等等，也對他進行了間諜入門訓練，發現他的確在這方面具有天賦時，才把他送入間諜學校進行深造。蘇聯克格勃在各地都建立有間諜學校，這些間諜學校有軍隊把守，是絕對秘密的，就連生活多年的當地居民也不知道。李洪樞進入的是位於阿拉木圖的一個間諜學校，這所學校專門培訓到亞洲去的情報人員。學校分成幾個區域，區域內的環境和學員將來所派遣國家的環境極其相似，區內的所有商店、住宅、、餐廳、電影院等建築物，全部都模擬建造，也可以說是那個城市的"微縮景觀"。學員在這個模擬區畢業後，一般就被派往這個國家工作。
學員一旦進入間諜學校，他的一切都要脫胎換骨，比如姓名、年齡、出生地和家庭背景等都要改變。學員在哪個區域生活學習，就必須用哪個區域的語言，習慣哪個區域的生活方式。特工業務課程中學習時間最長、要求最嚴的是電報術和攝影，因為收發報、解密、加密、拍照等是一個特工最基本的技能。此外還要學習多門課程，如擒拿格鬥、爆破、操作各種武器、犯罪心理學、偵察和反偵察等。在學業將要結束時，為了考察心理素質和政治素質，還要對學員進行假審訊和假槍斃這道最後的審查。李洪樞在這個學校學習了兩年，順利地通過了"最後的審查"，隨即，蘇聯總參謀部軍事情報局遠東第四分局正式吸收他為間諜。
破獲李洪樞間諜案，黑龍江少公安廳毫無疑問立了大功，但他們並不知道北京策劃的讓蘇聯間諜出醜的計畫，省公安廳還把李洪樞的案件通報到各市縣公安局，要求各地加強提高警惕反修防修，當時東北各地還舉辦了《蘇修間諜活動展覽》，黑龍江方面這樣做險些使北京的計畫失敗，然而蘇聯人卻沒有得到任何警報，由此可見，當時蘇聯在中國的間諜力量並不是很強。我看過《蘇修間諜活動展覽》後，也一度對間諜活動產生了興趣，還學到了很多反間諜知識。當時令中國人震撼的是一種固體燃料，只有鈕釦那麼大，能燃燒三個小時；專供間諜食用的高能量壓縮餅乾和罐頭等食物，還有竊聽技術密寫技術等，真是大開眼界。
中國的反間諜戰應該是"人民戰爭"，其中街道居委會"小腳偵輯隊"功莫大焉。有了"小腳偵輯隊"，別說是間諜特務，就是某家街坊兩口子被窩裡說什麼悄悄話，她們都能打探個一清二楚，在她們眼中，凡是陌生人都有特嫌。特別是旅店，更是公安重點監視的地方，所以旅店服務員因檢舉密報立功受獎的也多。當時比較流行的間諜特務露馬腳案例，與物質配給制很有關係，比如在小飯店裡使用全國糧票就是個破綻，因為全國糧票中含有細糧和食油供應配額，要靠介紹信才能限額兌換到，在小飯店大量使用全國糧票，無疑是露了馬腳。還有不會跳忠字舞，不會唱語錄歌等，不會應答語錄提問，比如對方說了上句：唯有犧牲多壯志，你就要立即接下句：敢教日月換新天！否則，就是特務嫌疑。估計李洪樞就是在這些小細節上被 "人民戰爭的汪洋大海"發現了疑點進而被秘密監視的，被監視後，那疑點就更多了，於是就被逮捕了。
我校的化驗室老師"劉老歪"就被認定為臺灣間諜，同學們列舉了八九七十二條"特大疑點"，他如果解釋不清就要被"專政"。其中有一條是為什麼三十多歲了還沒結婚？還有一條是為什麼從來不到浴池洗澡？劉老歪嚇壞了，為瞭解釋這個重大特嫌疑點，急忙開具了一份"性病防治所"的證明，哭咧咧地證明他有生理缺陷，而且是"先天性功能喪失"，所以沒有女人嫁他，因為有生理缺陷，所以才不敢到浴池洗澡，但是沒人相信，於是在軍代表的指使下，學生們按倒了他，扒掉了他的褲子，這才發現他所言不虛，原來他的雞雞隻有女生的一節小姆指那麼大！
