当年7月下旬，第一批经过伪装的苏联装备用商船运抵古巴。但是，隔墙有耳，自认为天衣无缝的苏联计划很快被美国情报机关侦知。美国中央情报局的情报人员通过在古巴难民中的线人，获悉了古巴港口比往常繁忙的情报，并对情报进行了严密研判、证实。三个星期后，中央情报局给肯尼迪总统送去了一份紧急报告，称苏联大概已在古巴建立了萨姆型地空导弹发射基地。于是，肯尼迪下令立即加强对古巴的航空侦察活动。
8月29日，美国U—2飞机在古巴上空拍下了苏联在古巴建立的一个地对空导弹发射场以及苏式中程轰炸机的清晰照片。苏联在古巴建立战略基地的情报得到明白无误的证实。9月4日，肯尼迪就此向苏方发出正式警告，明确宣称美国不会容忍苏联在古巴部署进攻性武器，并称如苏联违背这一“游戏规则”，“将发生最严重的事情”。同一天，赫鲁晓夫给肯尼迪写了一封信，矢口否认有关苏联在古巴部署进攻性武器的说法，并称他在11月美国国会选举前，不会挑起任何事端。