Dalam buku Israel karya Samantha Wilson disebutkan bahwa budaya elite Suriah yang gemar bersosialisasi menjadi celah yang dimanfaatkan Cohen untuk memperoleh banyak informasi rahasia.
Kesempatan emas datang ketika Amin al-Hafez menjadi Presiden Suriah pada 1963.
Kedekatan mereka membuat Cohen memperoleh akses ke sejumlah fasilitas militer yang sangat sensitif. Informasi yang dikumpulkannya kemudian dikirim secara rahasia ke Israel melalui sandi morse selama lebih dari tiga tahun.
Kepercayaan pemerintah Suriah terhadap Cohen bahkan disebut mencapai titik tertinggi ketika ia sempat ditawari menduduki jabatan Wakil Menteri Pertahanan. Menurut buku Our Man in Damascus, Cohen sempat mempertimbangkan tawaran tersebut sebelum akhirnya tetap melanjutkan operasi atas dorongan Mossad.
Namun, operasi yang selama bertahun-tahun berjalan mulus akhirnya terbongkar pada 1965. Militer Suriah mendeteksi sinyal morse mencurigakan yang dipancarkan dari rumah Cohen. Setelah dilakukan penyelidikan, identitasnya sebagai mata-mata Israel berhasil diungkap.
Penangkapannya memicu kemarahan Presiden Amin al-Hafez yang merasa telah dikhianati. Cohen kemudian menjalani penyiksaan sebelum dijatuhi hukuman mati dengan cara digantung di depan publik pada 18 Mei 1965. Hingga kini, jenazahnya belum pernah dipulangkan ke Israel.
