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미국과 영국의 원자력연구에 관한 기밀정보를 소련에 제공했다는 혐의로 1950년 체포되어 유죄선고를 받았다. 라이프치히대학교와 킬대학교에서 물리학과 수학을 공부했고, 1930년 독일공산당에 가입했다. 1933년 나치가 권력을 장악하자 독일에서 빠져나와 영국에 정착했으며 영국 에든버러대학교에서 박사학위를 받았다.

제2차 세계대전이 발발하자 독일인이라는 이유로 잠시 억류당했으나 곧 버밍엄대학교에서 원자폭탄에 관한 연구를 위해 풀려났다. 마침내 1942년 영국 시민권을 얻었다. 푸크스는 자신이 하고 있는 연구의 중요성을 깨닫고 곧 소련에 과학적인 기밀정보들을 유출하기 시작했다. 1943년 그는 로스앨러모스에서 추진중인 원자폭탄제조계획에 참여하기 위해 미국으로 파견되었으며, 그곳에서 원자폭탄에 관한 전반적인 이론과 구상을 알게 되었다. 그의 간첩행위는 소련이 원자폭탄을 개발하기 위해 자체적으로 노력했을 때 소요되는 기간 중 적어도 1년에 해당하는 작업기간을 절감시켜 주는 것이었다.

제2차 세계대전 후 푸크스는 영국으로 돌아와 하웰에 있는 영국 원자력연구 센터 물리학부 책임자가 되었다. 그러나 1950년 마침내 간첩행위가 발각되어 체포된 그는 자신이 1943년 이래 소련에 정보를 제공했다는 사실을 인정하고, 14년의 징역형을 선고받았다. 그는 모범수였으므로 1959년 석방되어 동독으로 건너갔다. 동독에서 시민권을 얻고 드레스덴 근방의 로센도르프에 있는 원자력중앙연구소 부소장으로 임명되었으며 헌신적인 공산당원으로 활동하면서 동독 공산당과 과학기관으로부터 많은 상을 받았다.