Для спасения своего ценного агента советская разведка разработала и провела операцию, в которой были задействованы и старые друзья Маклейна — Ким Филби и Гай Бёрджесс. Закончилось всё вполне благополучно: вечером в пятницу 25 мая 1951 года Гай Бёрджесс зашёл к Дональду и пригласил его на часок в клуб, однако вместо клуба друзья прибыли в порт и уже через несколько минут стояли на палубе парохода, навсегда увозившего их с Туманного Альбиона. «Наружка» не сработала — видимо, подозрения в отношении высокопоставленного дипломатического чиновника также были туманны. Дальнейший путь Бёджесса и Маклейна пролегал через Францию, Швейцарию и Чехословакию — в Советский Союз. Уже 27 мая 1951 года они были в Москве.
Первое время в целях обеспечения личной безопасности разведчики были «спрятаны» в Куйбышеве, как тогда именовалась Самара, а в 1955 году они переехали в Москву. Здесь Дональд Маклейн стал консультантом советской внешней разведки и сотрудником журнала «Международная жизнь».
Затем более двадцати лет он проработал старшим научным сотрудником в Институте мировой экономики и международных отношений (ИМЭМО) Академии наук СССР, защитил докторскую диссертацию по теме «Британская внешняя политика после Суэцкого кризиса», которая была издана в виде книги, стал авторитетным учёным-международником.
Маклейн так хорошо овладел русским языком, что вскоре писал и говорил по-русски почти без ошибок. Он вступил в КПСС и активно участвовал в работе партийной организации института. Кроме того, Дональд был ещё и членом учёного совета института, присутствовал при защите диссертаций и присуждении учёных степеней. В общем, он наконец-то пришёл к тому, о чём мечтал в юности — к серьёзному занятию наукой.
Заслуги его на этом поприще получили немало высоких оценок. Маклейн был награждён не только орденом Красного Знамени, как и его товарищи по Кембриджской пятёрке, но и орденом Трудового Красного Знамени.
Как сказал о Маклейне другой выдающийся английский разведчик, Джордж Блейк, «он старался стать членом советского общества и помочь ему строить коммунизм».
Дипломат и разведчик, Маклейн не только видел и понимал ошибки тогдашнего советского руководства, но и надеялся помочь их исправить, обращаясь в различные властные инстанции. В частности, он решительно выступил против развёртывания в Восточной Европе ракет СС-20, утверждая, что это приведёт к ещё бóльшему росту международной напряжённости и очередному витку гонки вооружений, которую и так уже не выдерживала наша страна.
«В конце жизни ему предстояло принести большую личную жертву, — говорил Джордж Блейк. — Через два года после его приезда в Советский Союз к нему приехали его жена Мелинда и трое их детей. Они так и не смогли освоиться в этой стране и не были здесь счастливы. Всю жизнь Дональд страдал от чувства вины за то, что вырвал жену и детей из привычной для них жизни. Когда в конце семидесятых годов его сыновья с их советскими жёнами выразили твёрдое желание эмигрировать в Британию или США, он счёл своим долгом сделать всё возможное, чтобы помочь им…». Советское руководство отнюдь не стремилось опускать перед семьёй Маклейна железный занавес — разрешение на выезд было дано без особых проблем. Дональд остался в Москве и продолжал трудиться на своей новой родине.
И снова вспоминает Джордж Блейк: «У Дональда было много друзей и знакомых, сотрудники уважали и любили его. <…> Он отказался от каких-либо привилегий, одевался и питался очень скромно. За все четырнадцать лет нашего знакомства он не выпил ни капли спиртного, хотя было время, в том числе после приезда в СССР, когда он сильно пил. „Вместо того чтобы стать алкоголиком, — говорил он о себе, — я стал трудоголиком‟. И правда, Дональд всё время писал обзоры, отчёты, статьи и книги или участвовал в конференциях и „круглых столах‟. Он воспитал целое поколение специалистов в области британской внутренней и внешней политики».
Дональд Маклейн умер от рака 9 марта 1983 года. Гражданская панихида прошла в актовом зале института. По словам очевидца, это было «трогательное прощание с человеком, которого очень уважали и любили все, кто знал его даже не как знаменитого разведчика, а как доброго и справедливого товарища, настоящего английского джентльмена в лучшем смысле этого слова». Выступали академики и доктора наук, говорившие о Дональде как о замечательном учёном, выступали руководители внешней разведки, которые оценили его вклад в победу над фашизмом и обеспечение безопасности на планете, выступали его друзья, вспоминавшие очень душевного, замечательного человека…
В соответствии с завещанием Маклейна тело его было кремировано, а урну с прахом его сын Фергюс, который опоздал на похороны, отвёз в Великобританию, чтобы похоронить в фамильном склепе в Лондоне.
В библиотеке Института мировой экономики и международных отношений, среди портретов знаменитых учёных, которые здесь работали, есть и портрет Маклейна. Долгие годы возле него стояли живые цветы, которые приносили люди, знавшие и любившие Дональда Маклейна.