Во внешней разведке — с 1920 года. С 1927 года — на нелегальной работе в Китае, Франции и Германии. С 1932 года — руководитель секции нелегальных операций ИНО ОГПУ.
В 1936-1939 годах — заместитель резидента, резидент НКВД в Испании. Непосредственный руководитель оперативного мероприятия по ликвидации Троцкого.
С июля 1941 года — заместитель начальника Особой группы НКВД СССР по организации разведывательно-диверсионной работы в тылу врага. Вошедшие в анналы разведки оперативные игры "Монастырь" и "Березино", позволившие на протяжении нескольких лет питать немцев дезинформацией, были разработаны и осуществлены под непосредственным руководством Эйтингона. Он был награжден двумя орденами Ленина, двумя орденами Красного Знамени, орденами Суворова II степени и Отечественной войны I степени, двумя орденами Красной Звезды.
В послевоенные годы возглавлял борьбу с националистическим подпольем в Литве и Западной Белоруссии.
В октябре 1951 года был арестован по так называемому "делу о сионистском заговоре в МГБ".
В марте 1953 года по ходатайству П.А.Судоплатова был освобожден из тюрьмы, восстановлен в органах госбезопасности и назначен заместителем начальника 9-го отдела МВД СССР.
21 июля 1953 года был вновь арестован, но уже по "делу Берии" и осужден к 12 годам лишения свободы. С 1957 года отбывал срок во Владимирской тюрьме.
Освобожден в марте 1964 года.
С 1965 года работал старшим редактором издательства "Международные отношения".
Скончался в 1981 году.
Реабилитирован посмертно в 1992 году.