Ekteparet betalte den høyeste prisen for å røpe USAs atomhemmeligheter til Sovjetunionen under «Den røde fare».
Julius og Ethel Rosenberg er de to eneste amerikanerne som noen gang er henrettet for spionasje i Amerika. Historien deres gir et fascinerende innblikk i en hemmelig verden av informasjonstyverier. De ble begge født inn i jødiske familier og bodde og jobbet i New York. Begge var opptatt av arbeidernes rettigheter og meldte seg derfor inn i kommunistiske grupper. Det var i en slik gruppe Julius traff Ethel i 1936. Gruppen het Young Communist League, og de to fant øyeblikkelig tonen gjennom sitt felles engasjement for arbeidskonflikter. Tre år senere giftet de seg.
I 1942 hadde USA kjempet mot aksemaktene i et år, og Julius vervet seg ved «Engineering Laboratories of Army Signal Corps» (Den amerikanske armé). Som inspektør hadde han tilnærmet ubegrenset tilgang til hemmelig teknologi, alt fra forbedringer av radaren til strategi for bruk av missiler havnet på skrivebordet hans.
På «Labor Day» 1942 ble Julius etter sigende introdusert for Semjon Semjonov (etterretningsoffiser og spionmester for NKVD) av en venn fra det amerikanske kommunistpartiet. Semjonov brukte ikke lang tid på å appellere til Julius’ lidenskap for sosialismen, og snart ble Julius rekruttert som spion for Sovjetunionen. Som agent videreformidlet han hemmeligstemplet informasjon fra den amerikanske armeen.
I løpet av de neste tre årene sendte han tusenvis av hemmelige rapporter til Sovjetunionen, blant annet en full beskrivelse av et nærbrannrør som ble brukt til å detonere eksplosiver i en spesifikk avstand fra målet, noe russerne ikke hadde på den tiden.
Julius ble også selv flink til å rekruttere nye spioner. I løpet av de neste månedene rekrutterte han en hel rekke individer som sympatiserte med kommunismen: Joel Barr, Alfred Sarant, William Perl og Morton Sobell. Særlig William Perl skulle vise seg å være essensiell i Sovjetunionens arbeid med å infiltrere et av vestens hemmeligste våpenprogrammer, «Manhattan Project».
Til tross for at de hadde dannet en allianse under krigen, førte splittelsen mellom Sovjetunionen og landets tidligere allierte til at Sovjetunionen ble ekskludert fra den amerikanskledede planen om å bygge en hydrogenbombe. Manhattanprosjektet ble høyeste prioritet innen sovjetisk etterretningsarbeid på 1950-tallet, og Julius ble en av nøkkelpersonene med hensyn til USAs atomhemmeligheter.
Omtrent på denne tiden oppdaget den nye sjefen til Julius, Aleksandr Feklisov, at Ethels bror også jobbet med Manhattanprosjektet, og han var rask med å spørre sin underordnede om å rekruttere ham. Det tok ikke lang tid for Julius å overbevise David Greengrass om å bli med i den stadig voksende spionringen. I februar 1944 lyktes han dessuten med å rekruttere enda en kilde til informasjon om Manhattanprosjektet, ingeniør Russell McNutt, som jobbet med designet av fabrikken ved Oak Ridge National Laboratory.
Men i februar 1945 kom Julius’ tidligere engasjement i diverse kommunistgrupper fram, og han ble øyeblikkelig oppsagt fra sin stilling ved Army Signal Corps. FBI ante ikke at Julius var sovjetisk spion, men langsomt begynte brikkene å falle på plass. Da amerikanerne forsto hvor avansert Sovjetunionens kjernevåpenprogram egentlig var (Sovjet utførte sin første prøveoppskyting i 1949), ble det innlysende at noen lekket opplysninger.
I 1950 begynte ting virkelig å rakne etter at Greengrass ble arrestert av FBI og anklaget for spionasje. Det tok ikke lang tid før hemmelighetene kom som perler på en snor, og snart avslørte han at kontakten som var kjent under navnet «Liberal» (et kodenavn amerikanerne avslørte etter å ha knekket koden på en hemmelig sovjetisk sending på 1940-tallet), faktisk var svogeren hans, Julius Rosenberg. 17. juli 1950 ble Julius arrestert av FBI, og Ethel ble pågrepet bare noen uker senere.
Fram til nå hadde det sett ut som om Julius var alene om etterretningsarbeidet, men mange trodde at Ethel var en viktig støttespiller, og at hun både hjalp ham med å rekruttere nye spioner og med å transportere informasjon. Julius’ sjef nummer to, Aleksandr Feklisov, trodde Ethel var fullt klar over ektemannens aktiviteter, og at hun hjalp til der hun kunne. Ethel og Julius ble stilt for retten følgende mars måned, der begge erklærte seg ikke skyldige. Nå var imidlertid McCarthy-æraen i gang, spenningen mellom Sovjetunionen og USA økte, og samtidig var USA i krig med kommuniststyrkene i Korea. Den sovjetiske spionringen (som avisene kalte den) gjorde ekteparet Rosenberg til skyteskive.
Den 29. mars 1951 ble ekteparet Rosenberg dømt til døden i den elektriske stol. Etter to år med anker ble paret henrettet 19. juni 1953, ved Sing Sing-fengselet i Ossining i New York. Dette var første gang amerikanske statsborgere ble dømt for spionasje i Amerika, og Ethels familie nekter fortsatt for at hun var involvert i ektemannens spionring.