别的不行，他在特工这方面倒是进步非常大，很多课程一学就会，一会就精。

四一二反革命政变后，他协助周恩来领导中央特科并兼任第三科（行动科）的负责人。而当时的陈赓是二科科长。三科主要是负责镇压叛徒特务，俗称“打狗队”。这期间，三科非常活跃，惩治了不少叛徒，自然受到了重视，地位也逐渐上升。

然而，官大了，脾气也长了。同时，还多了很多恶习，尤其是吃喝嫖赌等等。眼看他的变化如此大，很多人都非常担心，尤其是陈赓，也曾对身边的人说过，估计能看到顾顺章叛变的那一天，果不其然，他的话应验了。

1931年4月下旬的一天，顾顺章在路上被一名叛徒王竹樵发现，于是被捕了。在没有严刑拷打的情况下，顾顺章一股脑的把自己知道的都交代了，让中共遭到了巨大打击。

要不是当时打入国民党内部的钱壮飞提前通知了特科，及时止损，后果将会不可想象。毕竟他的身份在那里摆着，所接触的机密也非常多。

可是，他的野心是非常大的 ，他可不愿意只把自己定位在一个叛徒，一个只知道出卖人而获取利益，毕竟他脑子的里的东西是有限的，说完了也就没有了。

所以，过了这个蜜月期后，他感受到了国民政府里面对他的冷淡。既然已经不受待见了，顾顺章倒也没就这样等下去，反而和一个叫蒋云的人密谋要建立一个“新共产党”。虽然他曾经是一名高层，但主要负责特科，他学的也主要是这个，对政治自知之甚少。当蒋云把一系列的筹备工作都安排妥当的时候，他又担心败露将其杀了。

可是这一切，竟然都被顾顺章的贴身保镖林金生看在眼里。虽然他很忠心，顾顺章对他也挺信任，但凡事都有个度，林金生没有怎么读过书，但对这些东西还是很明白的，所以他最终还是出卖了顾顺章，将其告发了。

结果毫无疑问，顾顺章被捕。抓了他，国民政府就被打算把他放了，蒋介石感到顾顺章已失去了利用价值，又对其试图组建“新共产党”的政治野心深抱恶感，点头同意对顾处以极刑。

1935年6月，顾顺章被秘密处死于苏州监狱，死况甚惨。