Schon in Berlin hatte er zu seiner Verwunderung Mühe, das Visum seines Passes von der russischen Gesandtschaft zu erhalten. Als er an der russischen Grenzstation anlangte, wurde sein Gepäck nach Abfertigung aller übrigen Reisenden mit einer höchst verletzenden Sorgfalt durchsucht, und er überhaupt wie ein Verdächtiger behandelt. Als Siemens daraufhin sein Gepäck zurückverlangte, um nach Haus umzukehren, weil ihm eine solche Behandlung nicht paßte, erklärte man ihm, daß dies nicht anginge; er müsse vielmehr nach Warschau weiterreisen. Er war also russischer Staatsgefangener. Erst auf seine Beschwerde von Warschau aus durfte er nach Petersburg fahren, und dort erfuhr er vom Grafen Kleinmichel, daß aus Kopenhagen eine Meldung eingelaufen sei, die ihn als einen politisch verdächtigen Menschen kennzeichnete. Siemens meint, daß diese Kopenhagener Anzeige wohl der Dank der Dänen für die Minenlegung im Kieler Hafen und den Bau der Eckernförder Batterie gewesen sei.
In späterer Zeit wurde er noch einmal von der brutalen russischen Gewalt in ähnlicher Weise angepackt. Als er in Petersburg mit dem allmächtigen Minister den Bau einer besonders wichtigen Linie besprochen hatte, wollte ihn dieser einfach nicht mehr fortlassen, bis die Linie beendet wäre. Man hatte also die Absicht, ihn für absehbare Zeit einfach in der russischen Hauptstadt zu internieren. Zum Glück kam damals der Prinz von Preußen, der spätere Kaiser Wilhelm I., zum Besuch an den Zarenhof. Werner Siemens suchte um eine Audienz nach und wurde von dem Prinzen sehr freundlich empfangen. Dieser sagte, daß ihm die Pfosten der neuerbauten Telegraphenlinie von der Grenze bis Petersburg das Geleit gegeben und ihm die freudige Gewißheit verschafft hätten, daß er mit der Heimat in ständiger Verbindung sei. Der Erfolg der Audienz war, daß nun der Paß für die Rückreise sofort ausgestellt wurde.
Schon die Linie Warschau-Preußische Grenze machte es notwendig, ein besonderes Petersburger Bureau einzurichten. An seine Spitze wurde Karl Siemens gestellt, der vorher bereits für die Firma in Paris tätig gewesen war und sich dort vorzüglich bewährt hatte.
Als der damals erst vierundzwanzigjährige Karl in Petersburg ankam, war Graf Kleinmichel über diesen neuen Leiter des wichtigen Telegraphenbaus sehr enttäuscht. Um die Fähigkeiten des jungen Manns zu prüfen, stellte er ihm sofort eine Aufgabe.
Karl Siemens sollte ausfindig machen, wie man die Telegraphenlinie von Oranienbaum her in das Turmzimmer des Kaiserlichen Winterpalais einführen könnte, ohne an dem prächtigen Gebäude störende Arbeiten vorzunehmen. An dieser Stelle war bisher die Endstation des optischen Telegraphen gewesen. Die russischen Offiziere hatten keinen anderen Rat für die Emporführung der nun erforderlichen Drahtleitung zu geben gewußt als den, daß man große Rinnen in das Mauerwerk schlagen sollte.
Karl betrachtete den turmartig ausgebauten Erker, und es fiel ihm sofort auf, daß in einer der Turmecken keine Wasserrinne niederführte. Er erklärte dem Grafen Kleinmichel, daß man in dieser leeren Ecke nur ein ebensolches Regenrohr anzubringen brauche, wie es in den anderen Ecken niederlaufe, um dann in diesem die isolierte Telegraphenleitung unsichtbar hinaufzuführen. Das imponierte dem Grafen sehr. Er schimpfte auf seine Offiziere, die keine Lösung gewußt hätten, und sagte: »Nun muß so ein junger, bartloser Mensch kommen, und sieht auf den ersten Blick, wie leicht die Sache zu machen ist.« Fortab hatte Karl das Vertrauen des Ministers im höchsten Grad gewonnen und ward sein Vertrauter. Kleinmichel tat bald nichts mehr ohne den »Prußky Ingener Siemens«.
Ein großes politisches Ereignis brachte neue umfangreiche Aufträge. Im Jahre 1854 brach der Krimkrieg aus, in dem Rußland gegen die Türkei und deren Verbündete, England, Frankreich und das Königreich Sardinien, kämpfen mußte. Nun hatte das Zarenreich den dringenden Wunsch, den Willen der Zentralverwaltung rasch überallhin übermitteln zu können, und wollte möglichst schnell weitere Telegraphenlinien ausgebaut haben. Zunächst sollte Gatschina und damit Petersburg mit Warschau verbunden werden. Werner Siemens stellte einen sorgfältig durchdachten Plan für die Leitungslegung auf, und zur nicht geringen Verwunderung der Russen, die an gut organisierte Arbeit nicht gewöhnt waren, wurde die 1100 Werst lange Strecke in sechs Wochen fertiggestellt. Als man dem Grafen Kleinmichel die Meldung von der Vollendung der Linie zur versprochenen Zeit brachte, wollte er die Nachricht nicht glauben. Er begab sich sofort selbst zu der Station im Telegraphenturm des Winterpalais und ließ sich mit dem Stationschef in Warschau verbinden. Erst als dieser augenblicklich Antwort gab, glaubte der Minister an die Fertigstellung der Leitung und erstattete dem Zaren darüber Bericht. Auf dieser Linie gelangte zum erstenmal das von Werner erfundene automatische Schnelltelegraphensystem mit dem Dreitastenlocher zur Anwendung.
Die glückliche Vollendung dieser Linie brachte weitere große Bestellungen, die infolge der durch den Krieg geschaffenen Lage nur mit unsäglichen Schwierigkeiten ausgeführt werden konnten. Am fatalsten war ein Auftrag, der die Legung einer Telegraphenlinie bis in die bereits belagerte Festung Sebastopol verlangte.
Um Mitternacht wurde Werner Siemens von einem Gehilfen des Grafen Kleinmichel aufgesucht, der ihm eröffnete, der Kaiser habe den Bau einer telegraphischen Verbindung mit Sebastopol befohlen, und der Minister wünsche Angabe der Kosten und des Vollendungstermins bis zum nächsten Morgen um sieben Uhr. Als Siemens nach durcharbeiteter Nacht zur angegebenen Zeit bei dem Grafen Kleinmichel erschien, wurde ihm mitgeteilt, daß dieser bereits eine Stunde vorher dem Kaiser Bericht erstattet und ihm mitgeteilt habe, die Festung würde in sechs Wochen an das Telegraphennetz angeschlossen sein. Alle Hinweise darauf, daß es fast unmöglich sei, in dieser schwierigen Situation die Materialien rechtzeitig heranzuschaffen, halfen nichts. Es hieß einfach: »Der Kaiser will es!« Und dieses in Rußland so vielbewährte Zauberwort half auch hier. Die Linie wurde, wenn auch mit einiger Verzögerung, noch so rechtzeitig fertiggestellt, daß der bald zu erwartende Fall von Sebastopol auf telegraphischem Weg von der Festung nach Petersburg gemeldet werden konnte.
Es war kein Wunder, daß die so ausgezeichnet arbeitende deutsche Firma immer weitere Aufträge zum Ausbau des Telegraphennetzes in dem riesigen russischen Reich erhielt. Da die oberirdisch geführten Leitungen vielfach beschädigt wurden oder von selbst brachen, so war eine sorgfältige Kontrolle zur Aufrechterhaltung eines regelmäßigen Dienstes notwendig. Graf Kleinmichel übertrug die Überwachung der Leitungen zunächst den Verwaltungen der Chausseen, an deren Rand die Leitungen hinliefen. Aber die damit beauftragten gänzlich sachunkundigen Leute, die wohl auch nach echt russischer Art der Neuerung nicht sehr freundlich gegenüberstanden, machten ihre Arbeit herzlich schlecht. Schließlich mußten Siemens & Halske auch diese Überwachung oder Remonte, wie man den Dienst damals nannte, übernehmen.