在相关情报上报后，很多人都怀疑小林光秀是日本特务，但无论是李克农手下的干将深入调查还是向已在延安日共主席野坂参三（化名林哲）打听，都无法坐实特务这个身份。野坂参三在日本一直负责工人运动，理论水平比较高，同时还有共产国际背景，但他从没在军队服役的经历，因此他尽管能在整体层面上说清楚日本国内的情况，对日军内部情况却是两眼一抹黑。
小林光秀却是个很实在的军人，日本整体情况他说不清楚，但日军内部的机密信息他却能娓娓道来，包括军队的编成、组织、装备、士兵训练、军官培养、后勤辎重等一系列工作洋洋洒洒写了几万字——他交代自己在华北方面军参谋部工作，因为懂中文还负责收集有关中国情报，这次就是利用战场督战的有利时机投奔过来的。
随着调查深入，有关问询的主动权已掌握在了延安派来保卫干部身上，问题也越来越尖锐。
“杀过中国人么？”
“杀过……”
“几个？”
“不多，3-4个。我是中佐，而且大部分时间在参谋系统工作，基本碰不到直接杀中国人的事。让我直接开枪杀人的，也就3-4个，而且还是在支那事变（七七事变）以前，我在满洲担任中队长清剿游击队时候的往事，但我可以保证，我没杀过中国平民，也没有其他犯罪行径——再怎么说，我也是士官学校和陆大毕业的军官。”
小林光秀的态度让大家很满意——这些问题一开始认为他会遮遮掩掩，但他很爽快地承认了，不但交代了有关时间、地点，还从侧面展示了东北抗日联军最终失败的过程。
在扭转有关偏见和立场之后，八路军上下不得不承认他是一个很优秀的军人——参谋功底突出，步兵基本技能非常扎实。他的枪法很准，手榴弹投得非常远，太岳军区缴获了一些日军掷弹筒，能打准的士兵很少，但在小林光秀手中简直就是指哪打哪，目视范围内的固定靶4发内必然命中。在拼刺技能上，尽管已是40多岁的中年人，但对上三个八路军战士依然游刃有余。
这种精湛的技能加上他在历次辩论过程的表态，使太岳军区上下认为小林光秀不是日本特务，如果是特务的话，应该是尽可能保持低调以便混入，而不会用如此激烈的争论引起争端。更重要的是，小林光秀很有本事——他能搞到八路军急需的军火。
在沁源大扫荡过去之后，日军出来扫荡的日子就变少了，下乡频率越来越少，只龟缩在几个县城中，几乎对外面广阔的乡村地带不闻不问，任由大片“治安区”变成“准治安区”，再从“准治安区”变成“非治安区”，与之相对应的则是蓬勃发展的抗日根据地——军火成了最急需的东西。
在初步解除嫌疑后，为继续观察他，小林光秀就地分配在太岳军区工作，主要承担培训教育工作，负责开展全军区的正规化教育、帮助干部提高有关军事能力，他不但出色地完成了工作，还说能给根据地搞来军火，安子文虽然对此将信将疑，但也没有拦着，任由他给日军写信并索要10条步枪和2000发子弹，还规定了运送地点。
到了指定时间，根据他提供的线索和目标，八路军果然挖出了军火和回信。
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