As szpiegów W 1918 został szpiegiem Secret Service Bureau (SSB) i od razu oddelegowano go wraz z brytyjskim dyplomatą Robertem Lockhartem do Rosji, aby organizować opozycję antybolszewicką. Lockhart razem z Borysem Sawinkowem opracował plan wymordowania wszystkich przywódców bolszewickich w ciągu nocy, w której w Rosji wylądują wojska alianckie. Od samego początku byli oni obserwowani przez agentów Wszechrosyjskiej Komisji Nadzwyczajnej do Walki z Kontrrewolucją i Sabotażem. Po zamachu na Włodzimierza Lenina Lockhart i Reilly zostali aresztowani przez funkcjonariuszy WCzK. Obaj zostali wypuszczeni, a po ponownym aresztowaniu wymieniono ich na rosyjskich agentów aresztowanych przez brytyjskie służby w Londynie. Reilly został zwolniony ze służby SSB w 1921 w stopniu porucznika.
Przez wiele lat wokół Sidneya Reilly’ego krążyła legenda świetnego szpiega. W Wielkiej Brytanii był nazywany „Asem szpiegów”. W rzeczywistości Reilly współpracował z kilkoma wywiadami, pracując już dla Brytyjczyków. Miał co najmniej kilka paszportów i jednocześnie był żonaty z kilkoma kobietami w różnych krajach. W trakcie swojego pobytu w Rosji współpracował z wieloma organizacjami antybolszewickimi będącymi w rzeczywistości częścią najpierw WCzK, a potem OGPU.