โครงการ VENONA เร่ิมต้นขึ้นในวันที่ 1 กุมภาพันธ์ 1943 โดย Army Signal Intelligence Service (SIS)  ซึ่งเป็นหน่วยงานข่าวกรองทางสัญญาณของกองทัพสหรัฐฯ​ ก่อนที่จะมีการตั้ง National Security Agency (NSA) ขึ้นมา 

โดยในตอนเริ่มต้น VENONA เป็นหน่วยงานขนาดเล็ก ที่มีหน้าที่ในการจับสัญญาณสื่อสารทางการทูตของสหภาพโซเวียต และนำมาถอดรหัส ถึงข้อมูลที่ได้รับมาจะถูกส่งไปให้กับหน่วย SIS ซึ่งมีสำนักงานอยู่ในเวอร์จิเนีย  ซึ่งสำนักงานที่นึ่ถูกเรียกว่า “Arlington Hall” โดยที่ผู้อำนวยการคนแรกของ VENONA คือ จีน เกรบีล (Gene Grabeel)

SIS นั้นได้ทำการว่าจ้างครูทางด้านภาษาหลายสิบคนจากทั่วสหรัฐฯ หลังจากที่ญี่ปุ่นได้โจมตีฐานทัพเรือสหรัฐฯ ที่อ่าวเพิร์ล ฮาร์เบอร์ (Pearl Harbor)  ครูที่ร่วมงานกับโครงการนี้ตั้งแต่ต้น อาทิ  

  • แมร์ดิธ การ์ดเนอร์ (Meredith Gardner) ซึ่งเป็นอาจารย์ด้านภาษาศาสตร์ที่มหาวิทยาลับอาร์ก้อน (University of Akron) การ์ดเนอร์ สามารถพูดได้หลายภาษาทั้งฝรั่งเศส, เยอรมัน, กรีก, อิตาลี, ญี่ปุ่น, ลาติน, สเปน และรัสเซีย  
  • เฟอร์ดินัน คูเดิร์ต (Ferdinand Coudert) เป็นผู้เชี่ยวชาญกลุ่มภาษาสลาวิค และสามารถใช้ภาษาฝรั่งเศส, เยอรมัน, ญี่ปุ่นได้ 
  • วิลเลี่ยม สมิท (Major William B.S. Smith) เชี่ยวชาญภาษาฝรั่งเศสและภาษาบรีตัน (Breton) 
  • เจเนวีฟ ไฟน์สไตน์ (Genevieve Feinstein) นักถอดรหัส
  • เซซิล ฟิลิปส์ (Cecil Philips)
  • ดร.ริชาร์ด ลีบเลอร์  (Richard Liebler)
  • ริชาร์ด ฮอลล็อค (Richard Hallock) 
  • ลูซิลล์ แคมป์เบลล์ (Lucille Campbell) 

พฤศจิกายน, ริชาร์ด ลีบเลอร์ สามารถที่จะถอดรหัสการสื่อสารทางการทูตของสหภาพโซเวียตได้เป็นครั้งแรก

ธันวาคม, VENONA มีการขยายโครงการให้ใหญ่ขึ้น โดยร้อยเอกวิลเลี่ยม สมิท, และกัปตันเฟอร์ดินั้น คูเดิร์ต ก็เข้ามาทำงานในช่วงนี้

1944 พฤศจิกายน, สามารถถอดรหัสสำคัญของ KGB ได้โดย เซซิล ฟิลิป, เจเนวีฟ ไฟน์สไตน์, ลูซิลล์ แคมป์เบลล์ 

1945 พฤษภาคม, หน่วยข่าวกรองทางทหารของสหรัฐฯ ในเยอรมัน ค้นพบคู่มือรหัส (codebooks) ของสภาพโซเวียต ในแซ็กโซนี (Saxony) และเชสวิก (Schleswig)

1946 ธันวาคม, แมร์ดิธ การ์ดเนอร์ ทำการวิเคราห์คู่มือรหัสของโซเวียต ซึ่งในตอนแรกสามารถถอดได้เพียงบางส่วน แต่ว่าทำให้ค้นพบข้อมูลเกี่ยวกับโครงการนิวเคลียร์ของสหภาพโซเวียต

1947 30 สิงหาคม, แมร์ดิธ การ์ดเนอร์ ค้นพบรายชื่อสายลับ KGB จำนวนหนึ่ง

19481951 ตุลาคม, โรเบิร์ต แลมเฟียร์ (Robert J. Lamphere) เจ้าหน้าที่ FBI ซึ่งใช้ข้อมูลจากการ์ดเนอร์ จนสามารถจับตัวสายลับ KGB ของ เคลาส์ ฟัชส์ (Klaus Fuchs), แฮร์รี่ โกล์ด (Harry Gold), จูเรีวส โรเซนเบิร์ก (Julius Rosenberg), อีเธล โรเซนเบิร์ก (Ethel Rosenberg), โดนัล แม็คลีน (Donald Maclean), คิม ฟลีบี้ (Kim Phiby), แฮร์รี่ ไวท์ (Harry D. White) ได้

1952 สามารถค้นพบสายลับของ KGB, GRU ได้มากขึ้น

1960 อังกฤษสามารถถอดข้อความสายลับ GRU ของกองทัพเรือรัสเซียได้

1977 วิลเลี่ยม ครอเวลล์ (William P. Crowell) ผู้อำนวยการของ NSA ตัดสินใจที่จะปิดโครงการ VENONA 

1980 1 ตุลาคม, VENONA ปิดตัวลงอย่างเป็นทางการ 

1995 รัฐบาลสหรัฐฯ​ เปิดเผยข้อมูลของโครงการ VENONA ออกมาอย่างเป็นทางการ

ปฏิบัติการของ VENONA ที่ประสบความสำเร็จและมีการเปิดเผย ได้แก่ 

  1. โครงการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ของสหภาพโซเวียต
  2. สายลับ KGB ที่อยู่ในนิวยอร์ค ช่วงปี 1942-1945
  3. สายลับของสหภาพโซเวียตที่ถูกจับ
  • เคลาส์ ฟิวส์ (Klasu Fuchs)
  • แฮร์รี่ โกล์ด (Harry Gold)
  • รูธ กรีนกราส (Ruth Greenglass)
  • เดวิด กรีนกราส (David Greenglass)
  • ธีโอดอร์ ฮอล์ล (Theodore Hall)
  • จูเลียส โรเซนเบิร์ก (Julius Rosenberg)
  • อีเธล โรเซนเบิร์ก (Ethel Rosenberg)
  • กาย เบอร์เกสส์ (Guy Burgess)
  • โดนัลด์ แม็กลีน (Donald Maclean)
  • คิม ฟีบี้ (Kim Phiby)
  • แฮร์รี ไวต์ (Harry White)
  • เซอร์เกย์ เคอร์นากอฟ (Sergey Kurnakov)