В воспоминаниях Хрущев утверждал, что кубинцы к обслуживанию ракет не допускались, «потому что они еще не были подготовлены к эксплуатации», а также во избежание «утечки информации».

Переброска ракет и войск осуществлялась по морю на советских судах. Мобилизация флота для решения этой задачи была возложена на министра морского флота В.Г.Бакаева. Суда шли без военно-морского сопровождения и разгружались советскими войсками в специальных закрытых портах.

США не знали о советских планах, но сам факт усиления военной помощи Кубе со стороны СССР обеспокоил американское руководство, и американская разведка усилила наблюдение за Кубой. Было обнаружено, что на острове сооружаются стартовые площадки для зенитных управляемых ракет и береговые сооружения (как полагали американцы, верфь и база для советских подводных лодок). Администрация США передала в Москву свою «озабоченность» через посла СССР в Вашингтоне А.Добрынина, организовала недалеко от Кубы крупные маневры с участием 45 военных кораблей и 10 тысяч морских пехотинцев, а также увеличила число полетов разведывательных самолетов «У-2». Президент США Джон Кеннеди запросил Конгресс о призыве в армию 150 тысяч резервистов, а 4 сентября заявил, что его страна не потерпит размещения на Кубе ракет «земля – земля» и другого наступательного оружия. Американское руководство явно рассматривало остров как зону своих непосредственных интересов.

Советская сторона отрицала, что предпринимает какие-либо действия в этом направлении. Посол Добрынин передал президенту Кеннеди, что ни о какой установке ракет «земля – земля» речь не идет. 12 сентября правительство СССР уполномочило ТАСС заявить, что «Советскому Союзу не требуется перемещения в какую-либо другую страну, например в Кубу, имеющихся у него средств для отражения агрессии, для ответного удара», поскольку они и без того в состоянии достичь территории США. Аналогичное послание Хрущев отправил лично Кеннеди.

Глава правительства Кубы Ф.Кастро призывал советского лидера открыто заявить американцам, что СССР размещает ядерное оружие на Кубе, полагая, что это возымело бы сдерживающий эффект. Выступая в 2002 в связи с 40-летней годовщиной кризиса, Кастро заявил: «Он (Кеннеди) верил в то, что ему говорил Хрущев, и поэтому он был введен в заблуждение. Это была очень крупная ошибка со стороны Хрущева, против которой мы решительно выступали».

Советское руководство рассчитывало завершить работы по созданию пусковых установок раньше, чем разведка США обнаружит, какое оружие размещается на Кубе. Хрущев, по его воспоминаниям, полагался на заключения экспертов, отправленных вместе с маршалом Бирюзовым и докладывавшим, что пальмызамаскируют проводимые работы с воздуха. Плохая погода над островом в начале октября благоприятствовала сохранению тайны. СССР приступил к последнему этапу операции – переброске ядерных зарядов. Сам советский премьер вернулся в Москву после длительной поездки по стране лишь 10 декабря.

Успокоительные заверения Москвы не мешали США усиливать кампанию против Кубы. 20 сентября американский сенат принял резолюцию с призывом использовать Организацию американских государств (ОАГ) против Кубы, а палата представителей проголосовала за запрет на оказание помощи любой стране, предоставляющей свои суда для доставки товаров на Кубу. В начале октября на неофициальной встрече ОАГ в Вашингтоне обсуждался вопрос о возможности вооруженных действий против Кубы, но эта идея встретила возражения со стороны Мексики, Бразилии и Чили. 4 октября президент Кеннеди подписал закон о призыве в армию 150 тысяч резервистов.

10 октября США возобновили фоторазведку над Кубой и обнаружили, что на острове идет срочное строительство автодорог. Президент Кеннеди распорядился расширить разведывательные операции. Первоначально этому помешал тайфун, но уже 14 октября американские самолеты сделали тысячи снимков – как с большой, так и с малой высоты, обнаружив ракеты «земля – земля». 17 октября они насчитали от 16 до 32 ракет, способных нести ядерное оружие.

В США началась паника. Печать и политические деятели потребовали от правительства решительных действий, чтобы не допустить размещения советского ракетно-ядерного оружия на Кубе, объявляя действия СССР непосредственной угрозой Америке. Министр иностранных дел Андрей Громыко, находившийся в США для участия в Генеральной ассамблее ООН, встретился с американскими лидерами 18 октября. Госсекретарь США Дин Раск, судя по воспоминаниям Хрущева, призывал Советский Союз уйти с Кубы. «То было не злобное предупреждение, а в какой-то мере просьба не создавать столь острой ситуации», «рокового столкновения», которое может возникнуть, если выяснится, что ракеты на острове установлены. В то же время, американская сторона ясно дала понять, что в этом случае «готова на все». Советский министр вновь отрицал наличие ракет на Кубе. Такая скрытная позиция только усиливала подозрительность американской стороны, считавшей теперь, что Советский Союз задумал действительно нанести удар по США.