邓小平等人接到信后，一致赞同陈云的意见。
邓小平当即批示：“赞成。”
李先念批示：“同意。”
胡耀邦则指示中纪委：立即展开对潘案的复查。
此后，潘汉年一案进入正式直接由中纪委接手复查的阶段。陈云提议直接交由中纪委来办，表明潘案的分量不同寻常，同时也反映了陈云本人对为潘汉年平反问题的高度重视。
按照中央的指示，中纪委在陈云的亲自领导下，迅速组织对潘汉年案件进行复查。几十年的沉冤，查起来困难重重。中纪委的工作需要排除种种干扰，做出多方努力。这点陈云早就预料到了。他在给邓小平等人写信之前，曾在2月对中纪委第三次全会讲过三点意见：第一，纪委工作是要做的。第二，纪委工作是有困难的。第三，我们做了工作以后，如果有人指手画脚，或者有些什么意见，对纪委有些什么批评的话，可以不计较它。我们做得对，他指责得不对的，可以不管它；如果他们的意见是对的，我们应该考虑。
就在潘汉年案复查过程中，中共中央党史资料征集委员会于1981年11月8日在北京召开了“中央特科”党史专题座谈会，邀请曾参加过“中央特科”工作且尚在的老干部以及有关部门的负责人，就当时“中央特科”的工作进行座谈。作为“中央特科”的老领导，陈云听说这件事后，立即在人民大会堂福建厅接见了参加会议的代表。参加会议的一些老人，陈云以前就认识，见到这些隐蔽战线上出生入死的老战友，陈云十分兴奋，一一同他们握手问好。谈话中，陈云讲起了特科的一些情况，并高度评价了周恩来直接领导下的中央特科在党的历史上发挥的重要作用。
讲到特种历史上那些知名的或不知名的人物，陈云提到了潘汉年：“特科出过若干个有名的或者党内大多数人不知名的有功绩的同志，也出过一个大叛徒顾顺章。1931年顾顺章叛变后，我是特科主任。1932年我去搞工会工作，康生接任。康生走后是潘汉年负责。康生做过若干工作，但他在延安搞抢救运动是错误的，‘文化大革命’中又与林彪、‘四人帮’搞在一起，整了一大批高级干部……”
在提到潘汉年案件时，陈云不容置疑地说：“潘汉年的案件，中央纪律检查委员会正在为他平反。我相信他必将恢复名誉。”
有陈云这句话，有中纪委出面复查，大家放心了。因为能否正确处理潘汉年问题，不仅关乎潘汉年本人，而且关乎整个隐蔽战线一大批忠诚的共产党员的历史功绩。
历史进入1982年夏秋之际，中共第十二次全国代表大会即将召开，潘汉年的案子也终于水落石出。经过中纪委艰苦细致的复查，确凿的证据表明：“在长期革命斗争中，他忠实执行并多次出色地完成党交给的任务，对党的文化工作、统一战线工作，特别是在开展对敌隐蔽斗争方面，曾经做出了重要贡献，是有很大功劳的。”“潘汉年同志是一贯忠实于革命的好同志，绝不是‘长期暗藏在中国共产党和政府机关内部的内奸分子’。”中纪委提出：原来认定潘汉年是“内奸”的结论都不能成立，应予否定。
中共中央接到中纪委的复查报告后，于8月23日发出了《关于为潘汉年同志平反昭雪、恢复名誉的通知》，肯定了潘汉年的历史功绩，并向全党公开宣布：撤销党内对潘汉年的原审查结论，并提请最高人民法院依法撤销原判，为潘汉年平反昭雪，恢复党籍，追认潘汉年的历史功绩，公开为他恢复名誉。凡因潘案而受牵连被错误处理的同志，由有关机关实事求是地进行复查，定性错了的应予平反，并切实处理好他们的政治待遇、工作安排和生活困难等善后问题。
