В ноябре того же года Мессинга переводят в Петроград и назначают председателем Петроградской ЧК и Полномочного представительства (ПП) ВЧК по Петроградской губернии. Одновременно с октября 1922 года он является командующим войсками ГПУ Петроградского военного округа и членом Коллегии ГПУ.
Касаясь этого периода пребывания Мессинга в Петрограде, российский историк отечественных спецслужб Леонид Млечин в своей книге «История внешней разведки. Карьеры и судьбы» рассказывает:
«Ему трудно далось общение с хозяином Петрограда, членом Политбюро Григорием Зиновьевым, человеком слабохарактерным и одновременно жестоким.
Видимо, Мессинг уступал ему в жестокости.
Весной 1923 года он отправил заместителю председателя ГПУ Иосифу Уншлихту рапорт с просьбой перевести его из Петрограда:
«На экстренном заседании бюро Петроградского комитета при обсуждении вопроса об усилении мер борьбы против меньшевиков было указано на слабость работы ГПУ и лично Мессинга.
Это подтвердил и в личной беседе Зиновьев.
Я не стараюсь бить меньшевиков широкими репрессиями, принимая во внимание, что мы живем в двадцать третьем году, а не в восемнадцатом… При сложившихся обстоятельствах считаю совершенно необходимым мою переброску».
Тем не менее Мессинг пережил в Петрограде Зиновьева».
После преобразования ГПУ в ОГПУ в ноябре 1923 года Мессинг становится начальником Петроградского губотдела ОГПУ и ПП ОГПУ, а также командующим войсками ОГПУ в Петроградском (затем Ленинградском) военном округе, членом Коллегии ОГПУ.
В 1926 году Мессинг был награжден орденом Красного Знамени, а также нагрудным знаком «Почетный работник ВЧК – ГПУ».
В октябре – ноябре 1929 года С. А. Мессинг исполнял обязанности начальника внешней разведки, а с декабря 1929 года по август 1931 года возглавлял советскую внешнюю разведку.
На этот период приходится активизация деятельности внешней разведки за рубежом. Так, 5 февраля 1930 года Политбюро ЦК ВКП(б) приняло развернутое постановление, в котором определило основные направления разведывательной деятельности и поставило конкретные задачи перед ИНО ОГПУ.
В документе, в частности, подчеркивалось:
«Исходя из необходимости концентрации всех наших разведывательных сил и средств на определенных главных территориальных участках, основными районами разведывательной работы ИНО ОГПУ определить: Англию, Францию, Германию, Польшу, Румынию, Японию, Лимитрофы (Литва, Латвия, Эстония и Финляндия. – Авт.)».
В постановлении были названы следующие