時隔不久，“別騰費爾特”小姐成為德國駐西班牙使館中的女秘書，並很快加入到德國在西班牙的間諜網。
馬爾塔由此開始了她的雙重間諜生涯。
隨著馮·克隆男爵對馬爾塔日益著迷，他們的關係也日臻親密。不久後，男爵便把馬爾塔拉進了臥室，而馬爾塔也就半推半就地讓男爵體會到了一個年輕女人的風騷。此後，馬爾塔成了男爵貼身的情婦。她不僅可以自由出入男爵的臥室，而且可以隨心所欲地進入男爵的辦公室，沒有任何限製。為了方便他們風流快活，馮·克隆在馬德裏的巴爾基裏奧街給這位“別騰費爾特”小姐買下了一座樓房。從此，這裏不僅是他們幽會的地方，也是德國間諜的聯絡站。每個月他總要不定期地在那兒住幾天。而在這幾天裏，通常有一些神秘的來訪者來見他。開始時，每當這些客人來時，男爵總要把她支到臥室裏去。但不久，男爵就不太在乎了。所以，每當這種時候，馬爾塔除了能偷聽到他們的一些談話外，還能將客人的容貌特征記住一些。幾天之後，第二局的辦公室就會出現根據馬爾塔的形容而由畫家畫出的這些人的“尊容”。
有一次，男爵要到西班牙南部的加的斯去辦一件很秘密的事。即使這樣秘密的事情，男爵也要帶著他的“百靈鳥”一起同行。在那裏，男爵與一個人會了麵，並談了好一陣。當時，德國人正設法把摩洛哥拉入他們的陣營，他們利用摩洛哥人對法國殖民者的仇恨大做工作，並成功地與沿海一些重要部落的酋長建立了聯係。雙方商定：德國供應這些部落武器裝備，而這些部落則抓緊掃除親協約國的勢力並製作仇恨協約國的氣氛。男爵正是為了這一目的而來的。但他沒有料到他和對方使者談話中涉及的幾處軍火船的停泊處都被站在門背後的馬爾塔聽去了。當男爵他們剛踏上歸途時，那幾艘軍火船便隨著隆隆的轟炸聲沉入了地中海。
馬爾塔從這位男爵那裏知道了許多重要的機密，而男爵永遠也不會想到自己摟著的竟是敵方的一個間諜。一天，男爵正和一位陌生人秘密商議某事，早已監視著男爵行蹤的馬爾塔立刻跟上去，躲在窗子外麵偷聽，男爵嘰裏咕嚕的一番話全被馬爾塔聽去了。不出幾分鍾，馬爾塔便把聽到的一切報告給了巴黎方麵，而這一切都神不知鬼不覺。
當然，馬爾塔在男爵那兒並不全是過那種屏息靜氣地站在門背後偷聽，或借口上婦女用品商店而提心吊膽地去給聯絡點送情報的日子。應該說，大部分的時光，她都與男爵在豪華的酒吧、富麗堂皇的飯店、棕櫚遮蔽的沙灘或是幽暗的臥室裏度過的。而也正是在這種時間裏，大量的情報不知不覺地從男爵口中吐了出來，中間被轉過幾隻手後，就流進了法國第二局的保險櫃。
然而，馬爾塔也並不是萬無一失的。有一次，她貪杯過度，酒後失態，在男爵的辦公室裏撕扯衣衫，狂呼亂叫，說出了一些與她當時身份不相符的事情。幸好那天男爵本人也多喝了幾杯，注意力全部集中到了她那讓人魂不守舍的軀體上，竟沒有留意她的話。否則，也就不會有1916年8月5日發生在阿爾赫西拉斯港口外的大爆炸事件，男爵也就不會因此而被押回德國送上軍事法庭了。
一次，馬爾塔受男爵的委托，將一份很重要的情報送到丹吉爾去。鑒於這份情報的重要性，馬爾塔必須盡可能快地發送給巴黎或英國方麵。於是她冒著極大的危險直接去了英國駐馬德裏的領事館，把這一切情況都作了彙報。然後拿起簽證去丹吉爾，剛一到目的地，她便被一個謊稱為聯絡人的假腳夫騙走了信件，然而，這已無關大局，英國方麵早已行動起來，防止會對英法造成損失的情形產生。
過了一段時間，馮·克隆又交給她一項重要的使命，讓她橫渡大西洋到阿根廷去，攜帶兩隻裝著農作物害蟲“象鼻蟲”的熱水瓶，交給那裏的間諜。
原來，德國間諜機構企圖通過這種害蟲把病害傳染給那些從阿根廷運往協約國的小麥，使協約國陷入“糧荒”。
這一情報很快被馬爾塔傳到了巴黎，法國第二局為挫敗德國的這一陰謀作了周密安排。
當馬爾塔登上輪船時，早已潛伏在船上的第二局特工人員很快與她秘密接頭，他們共同謀劃了一個妙計。為了不讓“象鼻蟲”活著到達阿根廷，他們先把“象鼻蟲”浸濕後再弄幹，接著把這些蟲子同馬爾塔帶來喂它們的那些麥子拌在一起，重新裝瓶。然後，又把那些寫給德國間諜的文件發往巴黎。為了以假亂真，馬爾塔用顯影墨水隨意寫了幾頁紙以代替柏林方麵的指令，還故意蘸上了海水。
經過海上幾周的漂泊，“別騰費爾特”小姐終於到達了布宜諾斯艾利斯。
一進入這個城市，她便把那隻裝著已經經過她重新處理的“鼻涕蟲”的熱水瓶與文件一並交給了德國海軍武官繆列爾，並很抱歉地對他說，海水從舷窗潑進她住的那個船艙，把文件全打濕了。自然，繆列爾沒法讀出浸過水的文件，也不知該把兩隻交給他們的熱水瓶怎麼辦，但又不敢隨便扔掉，隻好把它們鎖進保險櫃裏，等候上級的指示。
1916年7月底，阿爾赫西拉斯港口外的泊錨處來了5艘大貨船，駐這一港口的協約國間諜立即注意到了這個情況，他們通過港務局的內線了解到，阿爾赫西拉斯港本月貨船出入港計劃中沒有包括這5艘貨船。那麼，這5艘貨船是從哪裏來的，到這兒來幹什麼呢？協約國諜報人員開始了調查，馬爾塔也接到了同樣的命令。
其實，在接到命令前幾天，馬爾塔就已經感覺到了男爵家裏有一種異常氣氛。從7月25日開始，就有人絡繹不絕地來找男爵，這些人中有一些是馬爾塔以前曾經見過的，另有一些是陌生的。而每當他們一來，男爵就把他們讓進密室，關上門後再開始談話，而不像以前那樣可以當著她的麵談，她感到這一定事關重大。接到命令後，她更是抓緊時間活動。但這幾天，男爵實在太忙，竟無暇顧及她。有時，深夜送走客人以後，他自己還要出去，把她一個人晾在家裏，有時則在密室裏埋頭研究一些文件和資料。馬爾塔隻好使出當情婦的拿手一招兒，她開始有意無意地抱怨了，每當男爵勞累了一天，拖著疲憊的身子走進臥室，倒在床上呼呼大睡時，她的這種抱怨就更激烈了。
“你以為男女上床就是為了呼呼大睡？你就不想幹點兒別的什麼？”馬爾塔氣呼呼地問道。
“男女睡一張床當然不是為了解決睡眠問題，這我還能不知道？寶貝。”男爵翻了一下身，沒理會她。
“那你這幾天怎麼……”
“這幾天我正忙著處理一件大事，我答應你，等這件事一完，我們上比利牛斯山下的綠寶療養區去痛痛快快地玩兩周，寶貝，怎麼樣？”男爵答道。
黑暗中，馬爾塔感到男爵已經有反應了，她知道還要加溫。
“什麼大不了的事，還能比我更重要？”
“都是些槍呀，炮呀一類的事情，你不會感興趣的。”
“不感興趣也可以說來聽聽嘛！這幾天你把我放在一邊都快放涼了。”
不一會兒，男爵就完全就範了，說出了那件他認為她“不會感興趣”的事件：德國人已跟直布羅陀海峽南岸摩洛哥的兩個部族達成協議，德國向他們提供60門遠程大炮，並派軍事教官訓練這些部族的散兵遊勇掌握如何使用這些大炮。他們可以用這些大炮來襲擊進入直布羅陀海峽的協約國艦船。眼下，阿爾赫西拉斯港口外的5艘貨船就裝載著大炮，待命去摩洛哥。