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。
1964年6月，沈之岳调任调查局局长，郭潜即辞去副局长职务。他辞职的原因，一般人都认为是因为他与沈之岳此前都曾任副局长，但他的资历比沈要深，是事实上第一副局长，这时沈之岳调升局长，他出于面子就不能再干了。但除此之外，还有一个更深层次的原因，郭、沈二人其实是有着不为人知的“师生之谊”的。早在1937年，沈之岳奉戴笠之命潜赴延安，进入抗大二期就读时，郭潜正在抗大任教，讲台上下，想必他们也会有些接触，只是他们怎么也不会想到几十年后竟然会殊途同归，都成为了特务头子。这层特殊的师生关系，现在却变成了颠倒的上下级关系，显然也让郭潜颇为尴尬。
“学者”郭华伦
卸任副局长的郭潜还是很受蒋经国赏识的，据说当时蒋经国提出了几个可供他选择的职位，最终他选定了去国际关系研究所，出任该所的副主任，并把自己的名字改为“郭华伦”，摇身一变成为“学者”。国际关系研究所前身是1953年成立的国际关系研究会，是国民党逃台后成立的半公开性质的情报机关，在台湾众多的情报机构里是专门研究大陆问题的。郭潜到这里工作后，开始以教授、专家的面目出现，就中共问题发表了很多言论。
