在报告中，李克农以超人的胆识提出了有力的5条反证材料:
一、中央屡有打入敌伪组织，利用汉奸、叛徒、特务进行情报工作的指示；
二、潘汉年利用李士群、胡均鹤等的情况都有正式报告；三、潘汉年为中央提供了大量决策性的情报:
1.潘汉年于1941年6月13日在给中央的报告中说苏德战争一触即发，该报告中央于6月20日收到；
2.潘汉年上报了侵华日军在苏德战争爆发后究竟是南进还是北进的情报；
3.潘汉年上报了有关太平洋战争爆发的情报，这一情报受到中共中央和毛泽东同志的极大关注；
4.潘汉年所参与、了解的组织机密，一直未被泄露，直到上海解放；
5.潘汉年所属的重要关系，当时还在起着绝密的现实作用，这是毛泽东、周恩来同志所知道的。
李克农的报告，有理有据，十分有力，他认为潘汉年虽有疑点，但根据大量档案材料反映的事实，请中央予以重视，慎重考虑。令人遗憾的是，在当时的情况下，李克农的报告并未受到重视。1955年4月，49岁年富力强的潘汉年以所谓“内奸”罪被捕，遭受不白之冤，并株连了一大批人。“潘汉年案”成为轰动一时的大案，也是建国后发生的最大一起“反革命案”。
经过长达8年的预审期，1963年1月，潘汉年以所谓“内奸”和“进行反革命活动”的罪名，被判处“有期徒刑15年，并剥夺政治权利终身”。1977年，潘汉年因病在长沙去世，终年71岁。
十一届三中全会以后，根据“实事求是，有错必纠”的方针，大批冤假错案被平反，潘汉年一案的复查也被提上了议事日程。中共中央纪委书记陈云亲自过问了此事。陈云和潘汉年在十年内战时期，有过两度共事的经历，对潘汉年有很好的印象，现在他作为中纪委书记，在倾听了有关“潘案”的反映后，感到有责任把这一案件弄清楚，以对党和潘汉年本人负责。
1980年12月23日上午，陈云指示办公室秘书给公安部打电话，说他要调阅潘汉年案件的材料，请公安部当天下午就将“潘案”的最后定案的全面材料送到他那里。
10天后，陈云办公室的秘书又给公安部打来电话，请公安部迅速整理一份有关“潘案”处理过程的梗概材料，送交中纪委。陈云还找了过去对潘汉年比较了解的同志，如廖承志、夏衍等写材料，把他们对潘汉年的了解写出系统的、具体的材料，交给中纪委。1981年1月16日，公安部在中纪委和陈云的督促下，写了关于潘汉年一案的概况材料，如实地反映了潘案的处理全过程，特别是将1945年刘少奇、康生给饶漱石的电报(以说明潘汉年和李士群等汉奸的接触，是根据中共中央的指示精神做的)和1955年6月李克农给中央政治局的报告中为潘汉年案件提出的5条反证材料，一并向中纪委作了汇报。
这两份材料，为潘汉年案的再次复查和最终平反提供了有力的线索和证据。
经过一年零五个月的努力复查，结果表明，原来认定潘汉年是‘内奸’的结论根本不能成立。
1982年8月23日，中共中央根据中纪委的复查结果，正式发出了《关于为潘汉年同志平反昭雪、恢复名誉的通知》，指出:向全党郑重宣布:把潘汉年同志定为‘内奸’，并将其逮捕、判刑、开除党籍，都是错误的。
潘汉年同志是我们党的一位很老的党员，在党内外历任重要领导职务，对党和人民的事业有过许多重要贡献……在长期的革命斗争中，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，曾经作出了重要贡献，是有很大功劳的……潘汉年同志几十年的革命实践充分说明，他是一个坚定的马克思主义者、卓越的无产阶级革命战士、久经考验的优秀共产党员，在政治上对党忠诚，为党和人民的事业作出了重要的贡献。《通知》还宣布:
一、撤销党内对潘汉年同志的原审查结论，并提请最高人民法院依法撤销原判，为潘汉年同志平反昭雪，恢复党籍；追认潘汉年同志的历史功绩，公开为他恢复名誉。二、凡因“潘案”而受牵连被错误处理的同志，应由有关机关实事求是地进行复查，定性错了的应予平反，并将他们的政治待遇、工作安排和生活困难等善后问题，切实处理好。
疾病中的李克农
“老骥伏枥，志在千里”，晚年的李克农仍然在情报、保卫工作战线上辛勤劳作。
1955年5月，流亡美国的前国民党代总统李宗仁的幕僚程思远，由香港来北京，谈及李宗仁在美国的处境和李意欲归国的情况。李克农非常重视这一信息，当即报告周恩来。
5月7日，周恩来约见李克农，李克农积极向中共中央建议，争取李宗仁回国，此后李 克农一直关注着这件事。
正在李克农为党努力工作的时候，病魔却又一次侵蚀着他的肌体。1957年10月25日中午，李克农忽觉头晕，想出门走走，不料刚刚迈出门槛，就失控栽倒在地上，立即陷入昏迷。
消息传到中南海，中共中央十分关切，周恩来亲往北京医院，指示组织全力抢救。他对医务人员说:“你们大胆治，只要尽了力，没有理想结果，不要你们负责。”
经北京医院全力抢救，昏迷长达8天的李克农才苏醒过来。经确诊，他患了脑溢血重症。由于大脑严重受损，几乎丧失了记忆。大家都劝他安心休养，他却对自己的儿女说:“一个共产党员最大的痛苦，就是没有工作。”
在病中，李克农仍然不断地过问争取李宗仁回国的工作。中共中央采纳了李克农的建议，后几经周折，最终使李宗仁夫妇于1965年7月由美国返回，在国际上引起了很大的震动。
中共中央对此事甚为满意。周恩来说:“公安部和调查部办了两件大事，公安部改造了一个末代皇帝，调查部争取了一个国民党代总统。”
1960年，为确保李克农养病，中共中央决定让他离开工作岗位，但李克农却很诙谐地说:“我们是毛驴子，驮惯了东西，不驮是不舒服的，能驮多少，就驮多少。”
1961年，在大脑有了一定恢复、病情稍有好转的情况下，他给杨尚昆、邓小平写了一封信:尚昆同志并小平同志:
我因病休养已近四年，最近医生已同意我可以逐步进入工作。现将我拟做的工作，特报告如下，请你和安子文部长、罗瑞卿总长二同志商决批准。一、拟将党中央特别委员会(特科)斗争历史，尽可能加以搜集，汇编成册，以利于中组部和军委参考，同时也可以使过去在斗争中的“无名英雄”死有所安，老有所归，幼有所寄，鳏寡孤独，各得其所。这事是很不简单的，需要时间，估计要一年左右，始能初步办到。二、工作方法:先收集，后集中，再分类编写。打算去上海、南京、武汉、重庆、南昌、合肥、北京……等，借地方组织协助，比较易行。如同意待我行动时再报告批准。三、干部问题:先在中调部抽调陈养山、潘芳二同志随行，另在总参二部和三部各调一名不脱离职位的干部(秀才)，担任编写、访问、档案等工作，此事如能由中组部、公安部再调一二名干部(知道过去地下斗争历史的)，更欢迎；四、这一组织不超过十人。我正式开始工作，暂定1961年8月15日开始。
以上各项请审阅批示。此。李克农一九六一年七月二十日中央批准了他的请求，他为能继续工作感到由衷的高兴。1961年8月28日，李克农一行离开了北京，开始了上海之行。10月28日，李克农返回北京。几十天的奔波，使他的身体元气大伤，剧烈的咳嗽伴随着严重的气喘，使他整夜难眠。
病逝
1961年1月6日，一个不幸的事情发生了。他的妻子———赵瑛因病去世，这令李克农悲痛万分，不能自已。
李克农的女儿李宁曾经用这样深情的笔调谈及赵瑛:母亲早年即伴随父亲从事地下斗争，走过了坎坷的道路，经历了艰辛的岁月。她对革命无限忠诚，对同志充满着爱，对自己要求严格，生活俭朴、平易近人、不图虚名、不谋私利，是一个优秀的共产党员。
她除做好本职工作外，父亲的生活全由她照料，有时还协助父亲处理些棘手的杂事。如解放后，大批亲友纷至北京，认为父亲当了“大官”，都想来谋个“一官半职”。母亲即根据父亲的授意，热情地接待他们，耐心地向他们讲清共产党的“官”不同于国民党的“官”，是不能任用私人的。并根据他们的具体情况，除个别过去对革命有过贡献，按政策通知当地政府给予适当安置外，余均婉言相拒。并从父母的工资中给他们路费，妥善地处理了这些问题。
母亲在退休和患病期间，仍关心国内外形势，参加组织生活，思想始终注意着党的事业的进步。