Od razu po powrocie do Warszawy Jan skontaktował się ze swoim bratem Marianem, w tym czasie już komendantem Policji Państwowej m.st. Warszawy. Spotykali się w Kościele Św. Krzyża przy Krakowskim Przedmieściu, tuż obok komendy. To właśnie brat wprowadził Karskiego w warszawską konspirację, wcześniej przedstawiając w swoich kręgach jego sylwetkę jako idealnego kandydata na emisariusza politycznego – a więc kogoś, kto będzie się potrafił dobrze zorientować w konspiracyjnych sojuszach i intrygach. 

Po spotkaniu z Marianem Borzęckim z Centralnego Komitetu Organizacji Niepodległościowych na przełomie listopada i grudnia Karski wysłany został na swoją pierwszą konspiracyjną misję w celu zbadania nastrojów na ziemiach polskich. Sam raportował o swoich działaniach później tak: „W kraju pracował politycznie – był (nielegalnie) we Lwowie, w Łodzi, w Wilnie, Poznaniu, Lublinie, Krakowie itd. (…). W końcu grudnia 1939 roku razem z p. Konradem [Marian Kozielewski] napisał dla Rządu R.P. w Angers obszerny raport o sytuacji w kraju (…)” (raport z lutego 1940 r.). 

Po tej pierwszej próbie Karski został zaprzysiężony przez Mariana Borzęckiego i swojego brata i wysłany został z misją do polskiego rządu we Francji.