Klause Fuchs sinh ngày 29 tháng 12 năm 1911 tại thị trấn Rutsenhaymer gần Damstat trong gia đình giáo sư thần học Emin Fuchs, một tín đồ Tin lành nhiệt thành theo chủ nghĩa hoà bình.
Sau khi tốt nghiệp phổ thông, ông theo học trường đại học Leipsig và tại đây, ông trở thành thành viên Đảng Xã hội Đức. Năm 1931, cũng như các anh chị em của ông, ông gia nhập Đảng Cộng sản Đức. Khi Hitler lên nắm chính quyền, Đảng Cộng sản Đức bị cấm hoạt động và rút lui vào bí mật. Gestapo truy lùng những đảng viên tích cực, trong đó có Klause Fuchs. Vào tháng 7 năm 1933, ông buộc phải di cư sang Pháp rồi sang Anh. Hai vợ chồng người chị gái Elizaveta và hai vợ chồng người anh trai Gerhar của ông chạy sang Tiệp Khắc, còn cô em gái Cristen thì sang Mỹ.
Tại thành phố Briston nước Anh, Klause sống ở nhà Ronan Han, một người bạn của Liên Xô và cũng là một nhà công nghiệp nổi tiếng. Nhờ sự giúp đỡ của Ronan, ông được nhận vào làm thực tập sinh tại phòng thí nghiệm của nhà vật lý Nevin Mote.
Tháng 12 năm 1936, Klause bảo vệ luận án tiến sĩ. Sau đó, ông làm việc tại phòng thí nghiệm của giáo sư Marse Borner, tại đây ông viết được một loạt công trình khoa học.
Vào tháng 5 năm 1940, khi nước Anh đứng trước nguy cơ bị Đức phát xít xâm lược, Klause bị quản thúc vì ông là người Đức. Ông bị đưa sang Canada là nơi ông phải sống rất khốn khổ trong trại tập trung ở Quebec. Nhờ các bạn bè trong giới khoa học chạy chọt, ông được trả tự do vào cuối tháng 12 năm 1940 và trở về Anh.
Vào thời gian đó, ở Anh đang nghiên cứu đề án chế tạo bom nguyên tử mang mật danh “Tube Alloy” có sự tham gia của nhiều nhà khoa học lớn. Giáo sư Paiec, một trong những người lãnh đạo đề án này, đã có dịp làm quen với những công trình nghiên cứu của Klause. Giáo sư công nhận Klause là một nhà khoa học tài năng nên đã mời ông tham gia đề án, bất chấp quan điểm chính trị của ông.
Năm 1942, Klause được nhận quốc tịch Anh và bắt đầu tham gia những công việc tuyệt mật. Ông được phép tiếp cận những tài liệu của tình báo Anh, trong đó có những tài liệu về việc tiến hành những công trình nghiên cứu tương tự ở Đức, nơi tình báo Anh có một điệp viên giá trị là nhà khoa học Paul Rosbawer.
Sau khi Đức tấn công Liên Xô, dư luận Mỹ và Anh đòi hỏi chính phủ hai nước này giúp đỡ Hồng quân và mở mặt trận thứ hai. Nhưng giới lãnh đạo Mỹ và Anh lần lữa mãi.
Vốn là người bạn chân thành của Liên Xô và kẻ thù của chủ nghĩa Quốc xã, Klause Fuchs không cam chịu tình hình này. Vào cuối năm 1941, ông đến sứ quán Liên Xô ở Anh thông báo về những công trình nghiên cứu tuyệt mật đang tiến hành và tỏ ý sẵn sàng chuyển những tin tức này cho Liên Xô. Khi biết về chuyến thăm viếng này, đại sứ Maixki không chuyển Klause cho điệp viên nằm vùng của Bộ Nội vụ Liên Xô là Gorxki mà chuyển ông cho điệp viên nằm vùng của Cục Tình báo Xô Viết.
Vậy là Klause bắt đầu hợp tác với tình báo Xô Viết. Lúc đầu, mối liên lạc bí mật với ông được thực hiện thông qua nữ tình báo viên Xô Viết Rut Kusinxki. Trong khoảng thời gian những năm 1942 – 1943, cứ ba – bốn tháng họ gặp nhau một lần, và Klause bao giờ cũng có những tin tức giá trị để thông báo. Hơn nữa, đấy là những tin tức về công việc mà ông trực tiếp có liên quan. Ông không bao giờ tiết lộ những bí mật của người khác.
Tin tức của Klause vào thời gian đó thường lặp lại những gì mà các nhà khoa học Xô Viết đã biết, nhưng nó xác nhận rằng Mỹ và Anh đã bắt tay vào việc xây dựng những công trình công nghiệp để chế tạo vũ khí nguyên tử.
Cuối năm 1943, người lãnh đạo các công trình nghiên cứu của Mỹ trong lĩnh vực này là Robert Oppenheime do được biết những công trình khoa học của Klause từ trước và đánh giá rất cao những công trình đó nên đã đề nghị đưa ông vào thành phần phái đoàn Anh tham gia chương trình “đề án Manhattan” nhằm chế tạo bom nguyên tử.
Sau khi đến Mỹ, Klause được tình báo Xô Viết giới thiệu với điệp viên nằm vùng của Bộ Nội vụ Liên Xô tại Mỹ là Hari Hondo (tức “Raimon”), hai bên thường xuyên gặp nhau trong vòng năm tháng trời. “Raimon” chuyển những tin tức nhận được cho điệp viên Xô Viết Anatoli Iancov.
Nhưng rồi, Klause đột nhiên biến mất. Em gái của Klause cho “Raimon” biết rằng anh trai cô đã khẩn cấp đi đến miền “Đông Bắc Mỹ” nhưng không để lại địa chỉ. “Raimon” nhờ cô chuyển cho Klause một bức thư đề nghị ông lập tức nối lại liên lạc ngay sau khi trở về.
Địa điểm “Đông Bắc Mỹ” mà Klause khẩn cấp đến chính là thị trấn bí mật Lot Alamot. Tại đây, trong điều kiện tuyệt mật, bốn mươi nhăm nghìn nhà khoa học (trong đó có mười hai nhà khoa học được giải thưởng Nobel), kỹ sư, kỹ thuật viên, công nhân, và do những đơn vị quân đội đặc nhiệm bảo vệ đang làm việc. Người phụ trách “đề án Manhattan”, tướng Grawser hãnh diện tuyên bố rằng “ngay cả chuột cũng không lọt vào nổi”. Vậy mà tình báo Xô Viết đã lọt vào được. Cùng với Klause Fuchs, còn một vài người nữa cộng tác với tình báo Xô Viết làm việc tại đây, nhưng cho tới nay danh tính những người đó vẫn không được tiết lộ.
Đến tháng giêng năm 1945, mối liên lạc với Klause lại được khôi phục. Ông chuyển cho tình báo Xô Viết những tính toán, kích thước và bản vẽ của “bé” – đấy là tên âu yếm mà những người chế tạo bom nguyên tử dùng để gọi loại vũ khí khủng khiếp này. Klause kiên quyết từ chối bất kỳ sự hỗ trợ vật chất nào và đề nghị không bao giờ nêu lại vấn đề này.
Vào tháng 6 và tháng 9 năm 1945 còn diễn ra hai cuộc gặp gỡ quan trọng nữa với Klause: ông chuyển nhiều tin tức về các cuộc thử nghiệm và hoàn thiện bom uran và bom plutoni.
Klause được đánh giá rất cao ở Lot Alamot. Người phụ trách ban lý thuyết trong “đề án Manhattan” là Hans Bet nói về ông như sau: “Klause Fuchs là một trong những người quý giá nhất của ban chúng tôi. Ông là một nhà khoa học xuất chúng, khiêm tốn, giàu năng lực, cần cù, đã góp phần to lớn vào chương trình Manhattan”.
Tại Lot Alamot, ngay cả sau khi kết thúc chiến tranh vẫn tiếp tục công việc hoàn thiện bom nguyên tử và chế tạo bom khinh khí. Klause Fuchs tham gia vào hầu hết những đề án này.
Vào tháng 6 năm 1946, chính phủ Anh quyết định chế tạo bom nguyên tử của riêng mình bởi vì người Mỹ không vội vã chia sẻ những bí mật của họ, đồng thời chính phủ Anh còn đề nghị những chuyên gia giỏi nhất trở về nước. Trong số đó có cả Klause Fuchs.
Tại Anh, Klause được bổ nhiệm làm người đứng đầu ban lý thuyết của Trung tâm nghiên cứu khoa học nguyên tử ở Haruen. Ông trở thành thành viên của nhiều uỷ ban có liên quan đến vấn đề này, trong đó có uỷ ban phòng thủ chống vũ khí nguyên tử của Anh. Ông cũng tham gia việc giải quyết nhiều vấn đề có liên quan với việc xây dựng ngành công nghiệp nguyên tử.
Tại Anh, Klause được cơ quan tình báo Xô Viết giới thiệu liên lạc với điệp viên của cơ quan tình báo nước ngoài Xô Viết là Alecxxandr Feclixov. Do tính chất của công việc, Feclixov phải tiếp thu những kiến thức trong lĩnh vực vật lý lý thuyết. Klause hiểu rõ những khó khăn của người điệp viên trẻ tuổi nên ông cố gắng thông báo tin tức dưới dạng dễ hiểu đối với anh. Chương trình của mỗi cuộc gặp gỡ với Klause đều được thảo luận và được phê chuẩn ở Moskva.
Klause nói rằng căn cứ theo những câu hỏi mà ông được yêu cầu trả lời thì các nhà khoa học Xô Viết đang sắp sửa chế tạo được bom nguyên tử của riêng mình. Điều đó khiến ông rất vui mừng bởi vì nó sẽ góp phần củng cố hoà bình.
Tính tổng cộng thì từ mùa thu năm 1947 cho đến tháng 5 năm 1949, Feclixov đã có năm cuộc gặp gỡ rất hiệu quả với Klause, sau đó ông ngừng liên lạc. Sự việc này xảy ra sau khi Liên Xô cho nổ quả bom nguyên tử đầu tiên của mình.
Các cơ quan an ninh Anh và Mỹ sửng sốt khi thấy Liên Xô chế tạo được bom nguyên tử nhanh như vậy và họ bắt đầu ráo riết tìm kiếm những nguồn rò rỉ các tin tức tuyệt mật. Trong quá trình truy lùng này, họ đã sử dụng lời khai của Gudenco, một kẻ phản bội là nhân viên mật mã của tuỳ viên quân sự Xô Viết ở Otawa (thủ đô Canada) cùng nhiều lời khai khác. Những lời khai đó cho thấy em gái của Klause là Cristen đã vài lần gặp gỡ một nhân vật lạ mặt. Trên cơ sở đó, vào tháng 9 năm 1949, Klause bắt đầu bị bí mật theo dõi. Vì cảm thấy bị theo dõi nên ông không tới những cuộc gặp gỡ nữa.
Theo chỉ thị của Thủ tướng Anh Etli, cơ quan phản gián Anh bắt đầu tăng cường việc thẩm vấn Klause. Đồng thời, họ vẫn không tách ông khỏi công việc và bằng cách đó, khiến áp lực của các đồng nghiệp đối với ông tăng lên. Bởi lẽ, các đồng nghiệp của ông được họ cho biết là đang thẩm vấn ông và nghi ngờ ông hoạt động gián điệp.
Vào những ngày đó, Klause đã phạm một sai lầm không thể tha thứ được: khi Xkinne, một người bạn ông hỏi ông là liệu có cơ sở nghi ngờ ông hoạt động gián điệp hay không thì ông đã không dứt khoát bác bỏ mà lại trả lời một cách mập mờ. Ông cũng cho rằng “Raimon” (tức Gondo) đã phản bội ông. Thấy che giấu mãi cũng vô ích, trong cuộc gặp gỡ với một nhân viên hàng đầu của cơ quan phản gián Anh là Scardon ngày 13 tháng 1 năm 1950, ông thừa nhận là mình đã trao cho Liên Xô những tin tức về bom nguyên tử.
Ngày mồng 2 tháng 2 năm 1950, Klause Fuchs bị bắt và bị chính thức buộc tội. Báo chí Anh Mỹ gọi ông là “người điệp viên vĩ đại nhất trong lịch sử”, là “con người đã phá tan sự hùng mạnh của nước Mỹ”. Phiên toà diễn ra ngày mồng 1 tháng 3 năm 1950 không có bồi thẩm đoàn và chỉ có một nhân chứng duy nhất là nhân vật Scardon đã nhắc đến ở trên. Toàn bộ cuộc xét xử chỉ kéo dài có một tiếng rưỡi đồng hồ.
Klause Fuchs bị kết án mười bốn năm tù mặc dù ông tưởng phải chịu án tử hình. Toà có lưu ý đến tình tiết là ông chuyển những bí mật nguyên tử không phải cho kẻ thù mà là cho một đồng minh chiến tranh.
Như thường thấy trong thực tiễn các “vụ án gián điệp”, hãng thông tấn Liên Xô “TASS” tuyên bố rằng “chính phủ Liên Xô không hề hay biết Klause Fuchs và không một “điệp viên” Xô Viết nào có bất kỳ quan hệ gì với ông ta”.
Ngày 24 tháng 6 năm 1959, sau chín năm rưỡi ngồi tù, Klause Fuchs được trả tự do vì hạnh kiểm mẫu mực. Ông lập tức đến Đông Berlin mặc dù ông nhận được nhiều đề nghị của các chính phủ Anh, Canada và Cộng hoà Liên bang Đức.
Ngày 26 tháng 6 năm 1959, Klause Fuchs được nhận quốc tịch Cộng hoà Dân chủ Đức. Ông được bổ nhiệm làm phó giám đốc viện vật lý hạt nhân, lập gia đình và tích cực tham gia đời sống chính trị xã hội. Ông được bầu làm viện sĩ viện hàn lâm Cộng hòa dân chủ Đức, uỷ viên Trung ương Đảng Xã hội chủ nghĩa thống nhất Đức, được trao tặng giải thưởng nhà nước và huân chương Các Mác.
Ngày 28 tháng 2 năm 1988, ông qua đời và được chôn cất với mọi nghi thức trang trọng. Thật đáng tiếc là trong số những phần thưởng của ông mà những người đưa tang mang theo trên những tấm đệm đỏ, không có một phần thưởng nào của Liên Xô.
