钱壮飞挽救上海中央机关
1931年3月，为了加强鄂豫皖苏区党和红军的领导，中共中央决定派政治局委员张国焘和沈泽民、陈昌浩从上海去大别山。因为张国焘在党内的重要地位，中央特派政治局候补委员、特科负责人顾顺章亲自护送。张国焘回忆：“顾顺章为我服务，十分卖力。他决定亲自护送我到汉口，沈泽民的行程则由他的助手料理。他告诉我，有一艘来往沪汉之间的野鸡船，与他有密切关系，这艘船将于3月底开赴汉口。他要我坐那艘船，他自己则先赶到汉口物色人员护送我去黄安。”
顾顺章把护送的细节都布置得很妥帖。张国焘回忆他的秘密之旅：“4月1日凌晨，我扮成普通商人，顾顺章的助手扮成我的伙计。 街车司机虽与我互不相识，却也是一个同志。我们在夜深人静时直驶杨树浦码头，到达码头时，曾有一巡捕来查问。我的伙计下车应付了几句，便通过了。此外并没遇着甚么阻挠。到达船上水手舱中时，陈昌浩已先我在那里，也是扮成我的伙计，摆出一副侍候老板的神气，为我多方张罗照料，我们就这样神不知鬼不觉地离开了上海。”
“4日下午，我们的船快要到汉口了。顾顺章嘱咐船主要在下午六时后靠码头。因为顾顺章认为六点多钟是暗探们用膳的时间 ， 那时登岸危险性可能少些。果然，这艘船马上减低了速度，直到六时过后才停泊好。我和陈昌浩各提着简单的行李，走出码头的时候，天已近黄昏。码头外的要道上，有一个年轻人手 里拿着一张当天的报纸，向我们投射了一个暗号，这就是顾顺章派来接我们的。那青年人旋即坐上一辆人力车，我们也跟着坐上人力车，直向离码头不远的日租界驶去。”三天后，鄂豫皖苏区的交通到了汉口，接上张国焘和陈昌浩，在沿途交通站一路护送下，顺利到达苏区。
顾顺章在执行任务的过程中，机警细致，每个环节都做到万无一失，表现他从事隐蔽工作的高超水平。但是完成护送张国焘的任务后，他想放松一下，在汉口滞留几天，不幸被叛徒发现了。当年捕获顾顺章的国民党武汉行营少将侦缉处长蔡孟坚回忆：顾顺章被捕后，非常镇静。明确承认自己的身份，要求蔡孟坚安排他去南京见蒋介石。武汉行营主任何应钦安排蔡孟坚护送顾顺章去南京，送交国民党中央组织部调查科（即中统）。
蔡孟坚急于报功，没有将此事保密。他连续发了五封电报，向徐恩曾的调查科和其他有关单位通报了送顾顺章来南京的事情。没想到周恩来安插在徐恩曾身边的谍报员钱壮飞获悉了此事。
钱壮飞等人能顺利打入并长期潜伏在国民党中央特务机关内，说明国民党组织的稀松。无论何等机要部门，都是只要有熟人或老乡介绍，都可以进入。国民党内部一直没有严格的政治审查机构，其中的成员只要没犯罪或暴露身份，都可以安然无事。钱在徐恩曾身边已经窃取了密码，并不止一次地截获国民党重要情报通报中共中央，徐恩曾却一直被蒙在鼓里。
顾顺章被押往南京的时候，正值周末。徐恩曾从南京回上海，钱壮飞值班。钱连接汉口电报，获悉顾顺章被捕叛变，大为震惊。幸亏顾顺章从汉口乘船到南京要两天时间，这个时间差给钱留下了向上海中共中央通报的时机。钱赶紧派人乘夜间火车去上海，向周恩来通报。
蔡孟坚在汉口租用招商局小轮船，派宪兵押顾顺章赴南京。蔡孟坚提前一天乘飞机到南京作安排。蔡将顾送到中山路305号徐恩曾的秘密办公处。顾顺章一见门牌，说这里是共党驻南京的机关住处，才说出钱壮飞。原来，顾顺章只知道这里是秘密接头地点，没有把钱壮飞和国民党特务机关联系起来。
徐恩曾得知钱壮飞是共产党，如同五雷轰顶。他赶紧布置特务到上海抓人，但是晚了一步。周恩来得知顾顺章叛变，同样震惊。因为顾顺章负责特科，掌握中共中央在上海所有的机关和领导人住址以及联系方式。他迅速部署各方搬家撤离，上海中央各方纷纷逃散，自找出路躲避追捕。等国民党特务上门，大多人去楼空。
如果说顾顺章的叛变是由于贪生怕死而投降国民党，也不尽然。在偶然的事变中实际有着必然的原因。1933年，顾顺章在国民党印发的《转变》杂志上发表《告中共青年书》，揭露了中央总书记向忠发“强奸下级女同志，侵占下级同志的老婆（廖任先的老婆周招英，上海怡和纱厂女工出身，出事地点在上海爱文义路戈登路口朱老板家里）。同时更拿党的经费去讨姨太太（与向忠发同时被捕，是浙江宁波女子，是人家姨太太出身），供给他个人不正当的挥霍”。他说：“革命是何等神圣的事业，革命党又是何等光明的组织，而自命不凡的共产党中领袖们，不料竟有这些黑暗可耻的事情发生，怎不令人失望？怎不令人灰心？这些事情，都是我去参加解决，并不是耳闻。”
顾顺章曾为保卫中共中央机关和领导人的安全不惜个人安危，但是中央的内幕让他伤心失望。这些都是共产国际操控中共造成的后果。向忠发是国际挑选的总书记，被米夫捧上台的王明、博古都是留苏归来的青年书生，六届四中全会后也位居顾顺章之上。作为老资格的政治局候补委员，顾当然心里不平衡。所以，被捕之后选择叛变，是有原因的。
上海中央机关陷于瘫痪
靠着钱壮飞的报告，上海中共中央机关逃过一劫。但是在顾顺章和国民党特务的追捕下，上海中央机关处于十分危险的局面。周恩来、王明等领导人经常变换居住地，并与外界基本断了联系。之所以如此被动，主要因为顾顺章破坏了特科，使中央失去了保护伞。顾顺章说：“共产党特务工作的破产，影响共产党的组织上受了很大的损失。因为他们过去几年全依赖特务工作而生活，无形中特务工作变成了一个保险机关。大家都依赖这个东西，甚至一般稍负责的同志走一条路，也要先问问特务工作者。所以特务工作一旦破产，他们就失去了保障，而致全局出现了动摇的现象。”
顾顺章的叛变，上海中共中央机关虽然及时转移，没造成过多人员的被捕，但却再也无法像以前那样正常运转了。因为顾顺章熟悉共产党的运转方式和联络手法，一旦活动，就有被破获的危险。经过半年多隐藏，周恩来离开上海去江西苏区。随后，中共中央机关和领导人也陆续迁往江西。这个结局充分说明：共产国际的城市中心革命路线，在上海是彻底失败了。一个政党，不去农村建立广阔的根据地，不去发动群众进行土地革命，而是隐藏在大城市里，依靠秘密工作来领导革命，防范叛徒，这条路线是注定行不通的。
训练国民党特务
顾顺章叛变之初，徐恩曾对他极为器重。希望借助他来摧毁共产党的秘密组织系统，并提高国民党特务的水平。看到国民党特务机关的幼稚和水平低下，顾顺章为他们编写了《特务工作之理论与实际》教科书。他在自序中说：“这本书的内容，完全是根据我个人从各种不同的社会里亲身阅历出来的实际的经验，既非抄袭其他著作，亦非得自异人的传授。伟大的社会是我的学校，艰难困苦的环境是我的导师，各种实际问题是我的书本和实验的材料。自我参加特务工作到现在，无时无刻不是抱着创造和学习的精神去努力一切，从没有偷闲过，亦没有自骄自矜过。”
《特务工作之理论与实际》共10余万字，分为“绪论”、“特务组织”、“特务工作的方法”、“特务观念”、“秘密”、“特务技术”、“特务常识”、“特务人员的修养问题”八章。内容包罗万象，既有顾从苏联受训学来的知识，有中共的组织方式和秘密工作原则，也有他根据中国特色自己总结的经验，甚至把心理学、江湖相术、黑社会流氓手段也囊括其中。显得非常实用、可行。
仅以跟踪为例，过去国民党特务跟踪共产党人，都是简单地用一个“包打听”在后尾随，很容易被共产党人发觉，然后串弄堂、进电影院、百货商场甩掉尾巴。顾顺章向国民党特务传授了用三人跟踪一个对象的交叉跟踪法（如图），隐蔽性和跟踪效果大为提升。
顾顺章向国民党特务传授的经验，非常具体细致。以“盯梢”为例，他就讲了各种不同环境的方法：“假如被盯梢者叫了黄包车或汽车，那你一定也要坐黄包车或汽车继续盯梢。但要注意的：黄包车不能盯汽车的梢。如果汽车盯黄包车的梢要在黄包车的前面走，到了相当地点再下来，另雇黄包车去盯梢。万一没有汽车和黄包车可雇，只好记着他那车的号码、颜色、乘车的时间、地点、方向等，留待后来到车行里去查。上海汽车号码，租界的是黑底白字，华界的是白底蓝字。营业汽车与自备汽车的号码也有相异的地方，这些都要弄清楚。汽车盯梢到十字路口时，相距不能太远，恐为红绿灯交换而使其衔接。黑夜时相距更不能太远，恐被盯梢者的汽车熄灭了号码灯或放出烟雾，使后面的车子不能辨识真相。又汽车盯梢时要注意他在危险时开枪，须预有准备。电车上盯梢要注意的，在未上车前先要注意被盯梢者的态度、动作、所立的地方、或换钱等等，预料他是否要上电车，盯梢的人亦随之准备。上了电车以后，依身份的不同，分坐不同的车厢。比如我穿的普通衣服，就可以坐在三等车上;他穿的是西装，就可以坐在头等车上。各人自己心里有数，用不着互相打招呼的。上电车后要注意被盯梢者所买的车票，不必看他的车票才知道他到什么地方下车，只要看他数钱的多少就可以知道差不多了。自己买票，要买长途票，时时刻刻要留心被盯梢者的行动、态度，但不要死板地望着他。否则，不独对方要注意你，怀疑你，就是别人也要注意你，怀疑你，疑惑你是扒手。上下车动作要快，不能迟疑。否则铁栅一关，就不能上下了。上车要迎头跳，右脚先左脚后;下车要顺着跳，左脚先右脚后。”
