В тот 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 и таблетку 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.

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, Поляков использовал эти обстоятельства для сбора интересующих спецслужбы США сведений. В августе 1962 г. он в своем рабочем кабинете перефотографировал 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 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 дел 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.