Эффективным оружием в арсенале органов военной контрразведки стали перевербовка задержанной и явившейся с повинной агентуры и внедрение ее в разведорганы и разведшколы противника, а также ведение радиоигр. Они начали применяться особыми отделами НКВД уже в 1941 г. В ходе радиоигр удавалось перехватывать каналы связи разведывательных органов противника со своими агентами, выводить на нашу территорию вражеских шпионов и захватывать их. Одну из первых радиоигр органы военной контрразведки провели в сентябре 1941 г., в ходе которой особый отдел Северо-Западного фронта задержал 10 вражеских агентов.

Радиоигры с противником вели в 1941 г. как территориальные органы государственной безопасности, так и органы военной контрразведки. Во избежание противоречий в дезинформации, которые могли вызвать подозрения у немецко-фашистской разведки и гитлеровского командования, работа по использованию захваченных вражеских агентов с радиостанциями была централизована. Тексты радиограмм разрабатывались органами контрразведки совместно с Генштабом Красной армии и утверждались руководством Генштаба, а особенно важные – Ставкой ВГК. Все сеансы связи контролировались радиоконтрразведывательной службой. К участию в радиоиграх привлекались задержанные и перевербованные немецкие агенты-радисты, а также агенты органов госбезопасности, внедренные в германские разведорганы и переброшенные затем противником на советскую территорию с радиостанциями. Сотрудники особых отделов тщательно следили за реакцией противника на передаваемые ему сообщения. При малейших признаках недоверия с его стороны в радиоигру вносились соответствующие изменения.

Существенную роль в разоблачении агентуры неприятеля и других преступных элементов в начальный период войны сыграла проводимая органами безопасности фильтрация советских военнослужащих, вышедших из окружения или бежавших из фашистского плена. Механизм этой работы складывался постепенно. В первые месяцы войны, когда глубокий тыл быстро превращался в передовую, эту работу особым отделам НКВД приходилось налаживать на ходу. Между тем по состоянию на 29 сентября 1941 г. только на Юго-Западном фронте из окружения вышли 9084 человека: младших командиров и рядовых – 6766, среднего комсостава – 2227, старшего комсостава – 76, высшего комсостава – 15 человек. За это же время вышли из окружения 116 сотрудников особого отдела НКВД Юго-Западного фронта. Все вышедшие из окружения были проверены особыми отделами.

С первых дней войны в соответствии с военно-стратегическими планами фашистского командования по захвату Москвы и Ленинграда основные силы немецкой разведки были сконцентрированы на центральном и северном направлениях. Осенью 1941 г. только на московском направлении действовали три абверкоманды, 19 абвергрупп, особая команда полиции безопасности и СД «Москва», около 10 особых и оперативных команд и другие разведывательные и карательные органы гитлеровцев.

В противоборстве с сильными спецслужбами противника летом – осенью 1941 г. особые отделы НКВД постепенно приобретали опыт ведения контрразведывательной работы в условиях боевых действий. Несмотря на имевшиеся трудности, уже в период битвы за Москву органами военной контрразведки был разоблачен ряд немецких агентов, прошедших специальную подготовку в городах Борисове и Смоленске и переброшенных в советский тыл на тульском участке фронта с заданием внедриться в штабы и воинские части. Кроме того, агентам поручалось проникнуть в Москву для сбора сведений о расположении минированных участков, ходе эвакуации, дислокации аэродромов, эффективности бомбардировок города немецкими самолетами и многом другом. Арестованные агенты назвали еще 65 советских военнопленных, завербованных немецкой разведкой и частью уже заброшенных в советский тыл.