Pierwsze zadania jako agent INO podjęła w Harbinie, gdzie działała pod przykrywką pracownika handlu zagranicznego w czasie sowiecko-chińskiego konfliktu o Kolej Wschodniochińską. W 1932 kierowała INO OGPU w Leningradzie. Następnie jako tzw. nielegał przebywała w latach 1932–1933 w Wiedniu i w Berlinie. W latach 1935–1939 pracowała w Finlandii – oficjalnie jako szef biura Inturistu, faktycznie była zastępcą rezydenta NKWD w Finlandii. Poślubiła tam Borisa Rybkina, od 1936 rezydenta NKWD w Helsinkach (pod przykryciem konsula, później drugiego sekretarza poselstwa). Tuż przed rozpoczęciem agresji ZSRR na Finlandię w listopadzie 1939 odwołana do centrali NKWD, gdzie pracowała jako analityk i oficer śledczy. W tym czasie zajmowała się m.in. analizą napływających do centrali danych wywiadowczych wskazujących na podjęcie przez Niemcy przygotowań do ataku na ZSRR.

Podczas pracy na Łubiance Rybkina miała rzekomo zwerbować więzionego tam asa Oddziału II Sztabu Generalnego WP, rotmistrza Jerzego Sosnowskiego, który po agresji ZSRR na Polskę 17 września 1939 roku miał dostać się w ręce Armii Czerwonej i zostać przekazany organom NKWD.