سازمان مجاهدین خلق ایران تصمیم گرفت یکی از اعضاء مرکزیت را به هر ترتیب شده از زندان فراری دهد تا وی در بیرون به سازمان دادن باقی مانده‌ی سازمان مجاهدین پرداخته و تجارت درون زندان را به بیرون منتقل کند. برای اینکار رضا رضایی انتخاب شد. برادر او احمد رضایی بیرون از زندان بوده و ساواک بشدت به دنبال دستگیری وی بود. رضا رضایی طی بازجویی‌های خود توانست ساواک را مجاب کرده وانمود کند که قصد همکاری دارد.
رضا رضایی ساواک را فریب می‌دهد
رضا رضایی به ساواک قول داد که با برادرش احمدرضایی صحبت کرده و او را قانع میکند که خود را تسلیم نماید. ساواک مدتهای طولانی رضا رضایی را به مکانی که وی مدعی بود می‌توان احمد رضایی را در آنجا پیدا کرد می‌برد تا او برادرش را شناسایی کند. مشکل دیگر ساواک این بود که هیچ عکسی از احمد رضایی در اختیار نداشت و او تمامی ردهای خود و عکسهای خود در خانه پدری و حتی ادارات را از بین برده بود.
فرار رضا رضایی
در یکی از گشت زنی ها در حالی که ساواک دیگر به رضا رضایی اعتماد پیدا کرده و از وی بیشتر فاصله میگرفت، احمد رضایی توانست یادداشتی را بدست برادرش رضا رضایی برساند و طرح فرار را با او درمیان بگذارد. احمد پیش از این از تصمیم رضا رضایی برای فرار مطلع شده بود.طرح این بود که رضا رضایی ساواک را به یک حمام که دارای دو در ورودی بود ببرد و از طریق آن فرار را عملی سازد.
فعالیت‌های رضا رضایی در بیرون از سازمان
پس از فرار رضا رضایی از زندان ساواک ضربه‌ی بسیار سختی خورد. مسئولین این پرونده توبیخ شده و از دست دادن یکی از اعضاء مرکزیت برایشان بسیار سنگین بود. رضا رضایی در بیرون از زندان با برادرش احمد توانست خدمات زیادی به سازمان بکند. وی از جمله در یک نامه افشاگرانه شکنجه‌های ساواک را شرح داد. این نامه به تمامی محافل خارج کشور ارسال شده و از رادیوها پخش شد. وی در این فرصت همچنین به سازماندهی نیروها و انتقال تجارب به افراد پرداخت. او تا پیش از شهادت همچنین آرم سازمان مجاهدین خلق را در بیرون از سازمان طراحی کرد.