Летом 1936 г. высшее партийно-государственное руководство СССР приняло решение о всесторонней поддержке испанских республиканцев, включая поставки новейшей военной техники и направление в Испанию военных и чекистских советников. До конца 1936 г. в спецкомандировки на Пиренейский полуостров из Москвы через Париж были направлены опытнейшие разведчики А. М. Орлов (Л. Л. Фельдбин), Н. И. Эйтингон, Н. М. Белкин, Я. Я. Витолин, Н. С. Фридгут. Наряду с содействием их прифронтовой и зафронтовой работе, парижская резидентура ИНО уже в первые месяцы войны в Испании организовала нелегальные закупки и поставки испанским республиканцам новейшей французской военной техники – в том числе 12 самолетов-истребителей Dewoitine D371 и D510, 30 противотанковых орудий Hotchkiss, большое количество специальных оптических приборов и средств химзащиты.

Важным направлением работы легальной парижской резидентуры в разгар войны в Испании стало содействие сотрудникам посольства СССР во Франции во главе с В. Потемкином и сменившим его в 1937 г. Я. Сурицем (оба они благополучно пережили период репрессий) в проведении крупных международных мероприятий антифашистской и просоветской направленности с широкоформатным участием представителей СССР. Прежде всего, это была Всемирная выставка в Париже в мае – ноябре 1937 г., а также состоявшийся в июле 1937 г. в республиканской Испании и в Париже 2-й международный конгресс писателей в защиту культуры. Наряду с этим, советские разведчики в Париже внесли свой вклад в состоявшееся в апреле 1937 г. возвращение в СССР бывшего военного атташе Российской империи во Франции графа А. А. Игнатьева, получившего в Москве звание генерал-майора РККА, и в отъезд на Родину в мае 1937 г. знаменитого русского писателя А. И. Куприна.

И все же двумя главными направлениями работы парижской резидентуры в 1936–1938 гг. были борьба с представлявшими растущую угрозу безопасности СССР международным троцкизмом и антисоветской военно-политической политэмиграцией. Уже в августе 1936 г., буквально через несколько недель после своего приезда во Францию, Косенко, имевший тогда псевдоним «Финн», получил от помощника советской разведки «Тюльпана» ряд важных документов, включая переписку переезжавшего из Норвегии в Мексику Л. Д. Троцкого и его сына Л. Л. Седова, возглавлявшего с конца 1935 г. оргкомитет IV (троцкистского) Интернационала в Париже.

Сведения, полученные от «Тюльпана», позволили спецгруппе специально прибывших в Париж советских разведчиков-нелегалов в ночь с 6 на 7 ноября 1936 г. изъять 80 кг документов из личного архива Троцкого, хранившихся в парижском отделении Института социальной истории на улице Мишле. А в августе 1937 г., когда Лев Седов выехал на юг Франции для встреч со своими испанскими партнерами, он доверил «Тюльпану» доступ к своему текущему архиву для ведения неотложной переписки с руководством западных троцкистов и их партнеров. Разумеется, хранившиеся там сведения тут же стали известны в Москве.