而被中情局收买的这名克格勃就是上面提到的莫特林。莫特林和马尔季诺夫一样，也是在1981年被派往美国的，他对外公开的身份也是苏联驻美国大使馆的工作人员，不过他比马尔季诺夫被派往美国的时间略早了一些。
作为中央情报局苏联分部的负责人，埃姆斯当然知道马尔季诺夫和莫特林这两个间谍现在是为美国效力的。然而，由于埃姆斯这位负责人已经被策反了，而这两名间谍随时都有可能暴露自己的情况，从而危害到自己的生命及前途，所以埃姆斯先下手为强，决定将这两名间谍除掉。
于是，埃姆斯便于1984年6月13日与克格勃方面联系，并将这两个人目前正在为美国效力的事告诉了对方。得知这一消息后，克格勃虽然对这两名间谍恨得咬牙切齿，但为了保护他们刚刚发展起来的埃姆斯的间谍身份不被发现，所以克格勃强忍愤怒，决定暂时不动他们，但不再让他们知道一些新的机密。
1984年年底，莫特林在美国华盛顿大使馆的工作结束了，他也因此被克格勃召回苏联。可笑的是，离开美国之前，莫特林还向美国情报机构保证，他会继续为其提供重要的情报。殊不知，他自己已经大难临头——克格勃高层早已盯上了他，又怎么会让他继续为美国的情报机构提供新的情报呢？
1986年初，克格勃故意给莫特林设下陷阱，并在其与美国情报人员接头时被逮捕。之后，苏联以叛国罪将其枪杀。
收拾完莫特林之后，克格勃就开始对马尔季诺夫动手了。1986年11月，当身为克格勃第一总局第一处副处长的维塔利·尤尔琴科返回苏联时，克格勃也命令马尔季诺夫随同维塔利·尤尔琴科一同回国。当马尔季诺夫的妻子娜塔莉娅得知这一消息后，女人的第六感觉得事有蹊跷，而且她的丈夫也很少收到过类似的命令，但马尔季诺夫却认为妻子太多心了。随后，他便随同维塔利·尤尔琴科回国了。10天之后，马尔季诺夫的妻子娜塔莉娅接到了丈夫的信件，这让她放心了不少。不过，马尔季诺夫在信上说道，自己在回国途中因搬运沉重的行李而使得膝盖上的旧伤复发了，现在住进了苏联的一家医院，而他十分想念妻子和孩子，希望娜塔莉娅能够带着孩子回到苏联，这样不仅能缓解自己的思念之情，妻子也能照顾生病的自己。
看到这封信后，娜塔莉娅的心中虽然闪过了一丝疑惑，但还是被丈夫的情深意切打动了，尤其是丈夫现在正在医院中，所以娜塔莉娅二话没说，便动身回国了。
然而，令娜塔莉娅没想到的是，她下了飞机，克格勃官员就把她抓到了监狱进行审讯，而与此同时，她的两个孩子被送到自己母亲那里，被母亲照顾。
在接受审讯时，娜塔莉娅被告知，她的丈夫马尔季诺夫出卖了苏联的机密，犯了叛国罪，将于1987年5月29日被枪决。
出卖了克格勃中校马尔季诺夫和莫特林后，埃姆斯得到了5万美金的报酬，这令他兴奋极了，因为5万美金几乎相当于他在美国中央情报局1年的收入（埃姆斯在中央情报局的年薪是6万美元）。有了这笔钱，他的经济状况不再紧迫，生活也滋润多了。随后他又出卖了不少情报以及情报人员，而克格勃付给他的报酬也越来越丰厚。在1985年4月到1993年8月，中央情报局付给他的工资为34万美元，而他在这段时间的花费竟然高达130万美元。其中，他花费了16万美元来购买股票，他用信用卡花费的费用就高达45万多美元，仅电话费一项，他就花费了3万美元。而这么多的钱，他是从哪里得来的，自然是克格勃支付给他的。可见，他出卖的情报之多，价值之高。
在克格勃中校马尔季诺夫和莫特林被处死后，美国联邦调查局就意识到美国的情报机构内部出了问题。于是，联邦调查局立即成立了一个行动调查小组，来调查美国联邦调查局的“鼹鼠”（“鼹鼠”这个词来源于约翰·李卡雷的《铁匠、裁缝、士兵和间谍》小说，是由约翰·李卡雷杜撰出来的，可以理解为间谍。如果用情报界的行话解释，“鼹鼠”就是表面上为一个情报机构效力，实际上却为这个情报机构的敌手提供情报的间谍），但结果却一无所获。
美国联邦调查局当然会无功而返了，因为这个“鼹鼠”并没有在美国联邦调查局，而是在美国中央情报局。在美国联邦调查局意识到这点后，又与其他情报机构合作成立了一个专门负责调查美国情报机构内部间谍的行动小组。这个行动小组的代号为“天亮”。另外，美国联邦调查局重点怀疑“鼹鼠”在中央情报局，于是联邦调查局又专门针对美国中央情报局成立了一个代号为“演员”的行动小组。
就这样，“天亮”和“演员”双管齐下，小组成员首先调查了那些间谍行动失败的详情，之后又阅读了与此有关的档案，分别列出了一份疑似“鼹鼠”的名单。在这个名单中，所有参与那些失败的间谍行动的人员赫然在列，而那些有可能了解这些间谍行动的情报人员也就是“鼹鼠”的怀疑对象，之后，这两个行动小组针对这些人员的收入、生活情况一一进行排查。
最初列入名单的成员有200人之多，之后，这两个小组成员开始对这些人进行调查，到了1992年，这些人减少到了40个。而令这两个行动小组颇为惊讶的是，中央情报局苏联分部的负责人埃姆斯竟出现在了“天亮”和“演员”所列的名单上。另外，调查小组还发现，他的很多行为都不检点，比如，他离过婚；对他进行测谎时，测谎人员发现，他的不明收入有很多。1989年，埃姆斯在华盛顿买下了一处房产。其实，买房子这本没什么稀奇的，因为在华盛顿买房子的人数不胜数，但埃姆斯却支付了54万美元，一次性付完了房款，而这在华盛顿并不多见，更何况埃姆斯只是一个年薪只有6万美元的情报人员，他哪里拿得出这么多钱来呢？另外，他还为妻子买了一辆价值近2万美元的本田轿车，而之后他又花费了2.5万美元为自己买了一辆“美洲豹”轿车。
行动小组将这些信息交给美国中央情报局反情报中心的雷蒙德，雷蒙德看着这些信息极度惊讶——埃姆斯怎么会有这么多钱买豪宅及汽车呢？毫无疑问，埃姆斯肯定有问题，换句话来说，埃姆斯肯定是美国情报机构内部的一只“鼹鼠”。之后，“演员”和“天亮”这两个行动小组要做的是，收集埃姆斯是“鼹鼠”的证据。
于是，美国联邦调查局于1993年5月12日开始对埃姆斯进行秘密调查。这次调查由具有丰富的反侦查经验的莱斯利·怀泽来负责，其行动代号为“夜行人”。莱斯利·怀泽以前破获过不少类似的情报案件，当他看到埃姆斯的信息后，他立刻意识到了这一事件的严重性，因为埃姆斯是中央情报局苏联分部的负责人，如果他是美国情报机构的“鼹鼠”的话，将会对美国产生极大的危害。因为埃姆斯能够接触到很多具有价值的情报，如果他将这些情报卖给苏联的话，那么对美国的危害也就可想而知了。所以，搜集埃姆斯犯罪证据的行动势在必行。
于是，莱斯利·怀泽立即下令监视埃姆斯的一举一动，以防止他再次将情报出卖给苏联。此时，埃姆斯居住的地方布满了各种各样的人物，比如送货的工人、清洁工、草坪修理工等。这也就是说，此时埃姆斯的一举一动都在莱斯利·怀泽的监视之下了。
1993年6月23日，得到有关部门的批准后，莱斯利·怀泽对埃姆斯的住所进行了秘密的搜查，并从埃姆斯的家中搜到了将近150份秘密的文件，这些文件与他当时从事的缉毒工作风马牛不相及，而且大多涉及国家军事机密，其中的很多与苏联的情报与反情报行动有关，甚至行动小组还发现这些情报中有很多关于美国已经失败的重大间谍行动的信息。显然，这一切的证据证明，埃姆斯就是导致美国数次重大间谍行动失败的罪魁祸首。
另外，莱斯利·怀泽还从埃姆斯住所附近的垃圾桶中找到了一盒被丢弃的色带，莱斯利·怀泽将这盒色带带回技术组，经过技术处理，终于将这盒色带还原，并发现了一句话：“除了你们在美国的阿拉斯加所给的那笔现金之外，我还希望你们以更加保险的方式汇给我一笔资金。”后来，行动小组调查到，当时埃姆斯从阿拉斯加返回后，他以玛丽娅的名义在银行中存了将近9万美元。这更加证实了莱斯利·怀泽对埃姆斯的判断。
在秘密搜查埃姆斯的住所时，莱斯利·怀泽不仅在埃姆斯的房间里安装了监视设备，还在其电脑上安装了电子侦测器。另外，莱斯利·怀泽还复制了埃姆斯家中的钥匙以及其轿车的钥匙。
复制了他轿车的钥匙后，莱斯利·怀泽趁埃姆斯离开轿车去办事的空当，又在他的轿车中安装了电子信号发射器，其目的是可以随时了解到埃姆斯去了什么地方。
9月15日，行动组的几名特工从埃姆斯住处附近的垃圾箱中发现了一张撕碎的纸条，特工将纸条还原后看到了上面的信息：“10月在波哥大见面。”由于莱斯利·怀泽想趁着埃姆斯和苏联的接头人见面的机会，将这两人都抓获，所以，斯利·怀泽暂时没有动埃姆斯。
10月，埃姆斯向中央情报局请假，理由是：他想要去波哥大探望妻子的母亲。中央情报局批准了这一请求，不过，机场方面反馈回来的信息是：埃姆斯实际上并没有去纸条中所说的见面地点——波哥大，而是前往了美国的加拉加斯。
这时，莱斯利·怀泽意识到埃姆斯可能隐约已经察觉到自己被怀疑了，于是临时改了主意，准备去美国的加拉加斯散心。不过，可能波哥大之行十分重要，或者说波哥大之行无法取消，所以，埃姆斯在明知被怀疑的情况下，依然又前往了波哥大。但是，这次波哥大之行的时间并不是纸条上所说的10月，而是往后推延了一些日子，即拖延到了11月。
11月1日，奥尔德里奇·埃姆斯终于来到了早就应该来到的波哥大，不过秘密跟随他而来的还有由莱斯利·怀泽带领的行动小组。虽然行动小组对埃姆斯可能与对方见面的地方全都监视起来了，但还是让埃姆斯和对方成功地接了头。这令莱斯利·怀泽一行人等十分泄气。不过，想到埃姆斯受过专门的情报方面的训练，甚至还担任过中央情报局苏联东欧处反间谍科的科长，和自己的能力旗鼓相当，所以他的逃脱也就不足为奇了。
埃姆斯回来后，他已经完全确信自己被怀疑了，所以他没有再做出一丝一毫可疑的举动。此时，埃姆斯居处的附近经常出现各种各样的闲杂人员，就连他的邻居都对这一情况感觉奇怪，而作为一个情报专家，埃姆斯不可能不清楚这意味着什么。而更令联邦调查局特工不得不重视的是，埃姆斯居处的附近的闲杂人员中有一些乔装打扮的俄国人（苏联已经在1991年12月26日解体了，所以此时不应再称为苏联人），这意味着俄国人已经意识到埃姆斯已经暴露了，而对于一个暴露的间谍，俄国人通常的手段是将其灭口，以免他再透露出一些不该泄露的信息。
美国联邦调查局可不想让埃姆斯死于俄国人之手，虽然埃姆斯出卖了美国的军事情报，但美国想亲自处置这一叛国人员，而不是让自己的老对手来处决自己的叛徒。于是，联邦调查局决定立即逮捕埃姆斯。
埃姆斯被逮捕后，联邦调查局的特工通过对其审讯及进一步的调查与核实，发现埃姆斯通过贩卖情报而得到的报酬竟然高达460万美元，他一共给苏联指出了美国的10个情报源，而他还与苏联进行了100多次交易，致使美国几大情报机构在这段时间几乎成了一个睁眼瞎！这一事实完全超出了美国联邦调查局以及美国中央情报局的预期。最后，美国联邦法院以间谍罪判处埃姆斯无期徒刑，并以偷税漏税罪对他处以25万美元的罚款。当然，与埃姆斯通过贩卖情报得到的460万美元相比，25万美元的数目的确很小，但埃姆斯的后半生只能在监狱中度过了，他也没有机会再花费那笔巨款了。