Klaus Fuchs, 29 Aralık 1911’de Almanya’nın Rüsselsheim kentinde doğdu. Lutherci bir ailede yetişen Fuchs, Nazilerin yükselişi sonrası Almanya’dan kaçarak İngiltere’ye yerleşti ve Edinburgh Üniversitesi’nde eğitim aldı.
Savaşın başlamasıyla birlikte, Alman vatandaşı olan Fuchs, Quebec, Kanada’daki bir kampda gözaltına alındı. Ancak, Edinburgh Üniversitesi’nden Profesör Max Born, onun adına müdahale etti ve Fuchs, 1941’in başlarında Edinburgh’a geri döndü. Burada Rudolf Peierls tarafından İngiliz atom bombası araştırma projesinde çalışması için çağrıldı. 1942’de İngiliz vatandaşlığına geçti.
1943 yılında, Fuchs, İngiliz bilim adamlarıyla birlikte ABD’ye atom bombası üzerinde işbirliği yapmak için gönderildi. İlk olarak Columbia Üniversitesi’ndeki bir ekip tarafından atanmıştı. Daha sonra, Hans Bethe’nin altında çalıştığı New Mexico, Los Alamos’taki silah laboratuvarına transfer edildi. Odak noktası, plütonyum bombasının bölünebilir çekirdeğini patlatma sorunuydu. Trinity testinde bulundu.
Daha sonra, Fuchs, projeyle ilgili detaylı bilgileri Sovyetler Birliği’ne 1945 yılında bir kurye aracılığıyla ilettiğini ve 1946 ve 1947 yıllarında hidrojen bombası hakkında daha fazla bilgi sağladığını belirtti. Ancak Manhattan Projesi’nin güvenlik ihlali 1948 yılına kadar ortaya çıkmadı. VENONA projesi adı verilen Sovyet şifrelerinin çözülmesi sonucunda istihbarat yetkilileri tarafından Fuchs, İngiltere’ye ve Harwell Atom Enerjisi Araştırma Kurumu’na dönüş yaptığı 1949 yılına kadar soruşturma altında kaldı. Fuchs, Ocak 1950’de suçunu itiraf etti ve 1 Mart 1950’de hüküm giyerek 14 yıl hapis cezasına çarptırıldı. İngiliz ve Amerikan istihbarat teşkilatlarına yaptığı ifade, sonunda ABD’de David Greenglass ve Julius ve Ethel Rosenberg’in yargılanmasına yol açtı.
Fuchs’un hidrojen bombasıyla ilgili bilgileri aktarması, maddi kullanım için erken bir aşamadaydı, çünkü Fuchs’un çalıştığı dönemde (Teller-Ulam mekanizması) hidrojen bombası için temel yöntemler henüz ABD’de keşfedilmemişti (1951 yılına kadar). 23 Haziran 1959’da Fuchs serbest bırakıldı ve bilimsel kariyerine devam etmek için Doğu Almanya’nın Dresden kentine göç etmesine izin verildi. 28 Ocak 1988’de Doğu Berlin’de vefat etti.