1948年7月，郭潜被派任党员通讯局直属天津通讯处处长，成为负责一方特务工作的要员。到任伊始，郭潜就把搜捕地下党和进步人士当作首要工作，他亲自指挥，仅在8月20日的大逮捕行动中就抓了55名进步学生。
1948年底，在天津解放前夕，郭潜逃往南京，后被派往台湾工作。此时党员通讯局又进行了改组，改称调查局，郭潜担任了台湾省调查处处长，为国民党逃台初期稳定局面做了很多工作。
1950年春，以蔡孝乾为首的中共台湾省工作委员会及所属组织被国民党保密局破获，在大搜捕中幸存的党组织和党员重建了领导机构，进一步转入地下，在偏远山区开展活动。因保密局抢先破获了台湾省工委，使得与其向来存在竞争关系的调查局压力很大，也试图在侦破中共地下组织方面有所表现。郭潜受命抢在保密局之前破获大案，为此，他可谓是绞尽脑汁。恰在此时，郭潜的手下破获了地下党新竹铁路支部，郭潜从叛变人员中挑选一人到地下党活跃的苗栗地区伺机活动。这个叛徒在郭潜指挥下，通过精心伪装，很快就打入了地下党组织，并取得了地下党组织几名负责人的完全信任，摸清了情况。
如此这般，郭潜还是不放心，生怕别的特务机关抢在他前边破案，于是就使了点手段，在各特务机关共同参加的联合小组会议上，故意放出假消息，说中共组织在某某地方活动，误导了其他机构对中共组织的侦查方向，从而使全部线索都掌握在他的手中。经过这一番精心策划，1952年4月，郭潜指挥特务一举破获了在台湾的地下党组织，此案被称为"重整后的台湾省工作委员会案"，是调查局在台湾破获的最大一起中共地下党组织案件，郭潜也因此案的破获而得到蒋介石父子的青睐。
1958年4月，郭潜升任调查局副局长。从此，他真正进入了特务机关的最高层，而以中共叛徒身份成为特务机关的首脑，这在国民党特务机关的历史上，是空前绝后的。
