Sau quãng thời gian dài làm việc tại Mỹ và ở CIA, Karel Koecher đã bị cấp trên ở quê nhà nghi ngờ.
Tháng 9/1976 Koecher bị triệu về Prague. Ông cho rằng đây là cuộc gặp thường kỳ với cấp trên. Tuy nhiên, KGB và StB nghi ngờ Koecher đã lung lay lập trường sau hơn một thập niên ở Mỹ. Ông đã bị thẩm vấn 7 ngày tại thị trấn Čtyřkoly, trong một ngôi nhà 3 tầng.
Người thẩm vấn ông là Oleg Kalugin, vị tướng KGB trẻ nhất trong lịch sử. Theo StB, ông Kalugin kết luận rằng không thể loại trừ khả năng ông Koecher đã nghiêng về phía CIA. Sau này, ông Koecher thừa nhận từng có cân nhắc về điều này nhưng ông không bao giờ nhảy về phía Mỹ.
Ông Koecher được thả vào ngày 16/9/1976 và StB yêu cầu ông phải rời CIA. Theo tài liệu của StB, sau cuộc thẩm vấn 7 ngày năm 1976, ông Koecher nói rằng ông muốn được yên ổn và mua một căn nhà ở Áo. Trong thực tế, ông Koecher lại lên đường tới New York. Ông kể lại: “Tôi nghĩ rằng mình đã được tự do”.
Thời gian sau đó, ông Koecher tiếp tục thực hiện theo yêu cầu của Liên Xô, ngầm phá hoại các nỗ lực của Mỹ để tuyển dụng điệp viên ở Mỹ Latinh. Mặc dù luôn khẳng định rằng việc ông làm chưa từng gây ra cái chết cho bất cứ ai nhưng ông Koecher có liên quan gián tiếp tới cái chết của Aleksandr Ogorodnik - một nhân viên ngoại giao Liên Xô làm việc tại Bogota, Colombia.
CIA đã tuyển Ogorodnik làm việc cho họ vào năm 1973. Tháng 6/1977, Ogorodnik bị Liên Xô bắt, sau đó ông này tự vẫn. Trong một báo cáo của KGB, Ogorodnik chết sau cơn đau tim và trên thực tế, ông có tiền sử bệnh tim.
Ông Koecher phủ nhận hoàn toàn cáo buộc cho rằng ông đã phản bội Ogorodnik. Trong cả tuần bị ông Kalugin thẩm vấn vào năm 1976, ông Koecher đã nhấn mạnh lòng trung thành của Ogorodnik với Liên Xô, đoạn ghi âm chứng minh cho điều này hiện vẫn được lưu giữ.
Thay vào đó, ông Koecher nghi ngờ rằng Kalugin là điệp viên hai mang làm việc cho CIA và cho rằng chính ông ta mới là người đóng vai trò trong cái chết của Ogorodnik. Tài liệu của StB cũng cho thấy ông Koecher kết luận Kalugin đã bí mật làm việc cho CIA. Ông Koecher nói với KGB rằng Kalugin hy sinh Ogorodnik để nâng vai trò làm nguồn tin cho CIA.
Ông Koecher sau này quay trở về New York và nhận công việc dạy triết học. Ông Koecher quyết định bỏ công việc với CIA mặc dù đôi khi ông làm tư vấn cho cơ quan này. Mọi chuyện dường như đi trở nên bình thường cho đến khi vào năm 1982, một người đàn ông bỏ lại một bức thư trong hòm thư của Hana. Nội dung bức thư là muốn gặp ông Koecher tại một góc phố.
Ông Koecher quyết định đến điểm hẹn và ông gặp Jan Fila (biệt danh Sturma), một điệp viên người Tiệp Khắc làm việc trong Liên hợp quốc. StB muốn tái hợp tác với ông Koecher. Ông Koecher bắt đầu làm điệp viên trở lại, kết nối với những người quen. Mặc dù không phải là một điệp viên nhưng Hana vẫn giúp chồng đưa tin nhắn được giấu trong các gói kẹo cao su hoặc thuốc lá. Mỗi lần giúp chồng cô sẽ nhận được thù lao 500 USD hoặc hơn.
FBI khi này cũng đã theo chân Koecher và họ thừa nhận đã theo dõi được 3 năm, Họ theo dõi xe ô tô và nhà của ông Koecher, văn phòng của Hana. Vào 4 giờ 15 phút chiều ngày 27/11/1984, bên ngoài khách sạn Barbizon, ông Koecher bị bắt vì tội làm gián điệp.
Ở trong tù, ông Koecher đã bị một bạn tù tìm cách sát hại bằng kéo. Lo sợ cho an toàn của bản thân, ông Koecher nhờ luật sư gửi thư đến Liên Xô, sau này bức thư nằm trên bàn của lãnh đạo KGB Kryuchkov. Ông Koecher đề xuất Liên Xô đổi ông lấy Natan Sharansky - một nhà chính trị Israel sinh ra tại Liên Xô. Chỉ trong một vài tuần, ông Koecher đã ngồi trong một chiếc Mercedes và tiến đến biên giới giữa Tây Đức và Đông Đức.
Sau này KGB nghi ngờ ông Koecher bị Kalugin phản bội. Năm 1990, Kalugin đến Mỹ và hiện nay ông này sống tại Washington. Trong suốt thời gian qua, Kalugin luôn khẳng định rằng ông không bao giờ phản bội bất cứ điệp viên Liên Xô nào.
Nhưng sau đó, mọi chuyện ngã ngũ rằng Fila, điệp viên người Séc đã liên hệ với Koecher, chính là kẻ đã phản bội ông. Nhà sử học CIA Benjamin Fischer từng viết rằng chính phủ Mỹ đã nhận thông tin từ một điệp viên Tiệp Khắc vào thời điểm đó và trùng hợp là sau đó Fila mất tích vào tháng 12/1989. Nhiều đồn đoán cho rằng có lẽ ông ta đã sống với một danh tính mới ở Mỹ.