Nawiązał kontakt z przedstawicielami państw Ententy i państw centralnych w Piotrogradzie, przekazując im informacje o działalności Czeka i organizując przerzut oficerów na południe Rosji. Największym osiągnięciem Orłowa było opracowanie kartoteki agitatorów i agentów bolszewickich, którą przekazał dowództwu wojsk Białych. We wrześniu 1918 roku zbiegł do Finlandii, skąd przedostał się w lutym 1919 roku do Odessy, gdzie stanął na czele oddziału kontrwywiadowczego sztabu wojsk Białych generała Antona Denikina. Po odwrocie wojsk w kwietniu tego roku, przybył do Konstantynopola, przechodząc pod zwierzchnictwo generała-kwatermistrza wojsk Białych. Miesiąc później przybył do Jekaterynodaru, gdzie stacjonował sztab generała Denikina. Na początku grudnia objął funkcję szefa oddziału kontrwywiadowczego sztabu głównego wojsk Białych. W maju 1920 roku pod fałszywą tożsamością księdza Orbańskiego odbył podróż po stolicach kilku państw europejskich (Warszawa, Ryga, Tallinn, Kowno, Paryż, Londyn), gdzie tworzył siatki kontrwywiadowcze. W połowie listopada tego roku wraz z wojskami Białych został ewakuowany do Gallipoli. Na emigracji zamieszkał w Niemczech, gdzie wystąpił z projektem stworzenia „białego internacjonała”, którego zadaniem byłoby „registracja i nadzór nad agentami wysyłanymi ze Związku Radzieckiego”.