顾顺章在特课时专门负责惩治叛徒，他非常清楚叛变意味着什么。他之所以一被捕就敢于叛变，说明了他背叛的念头早就形成，这一点可以从瞿秋白的遗孀、和顾顺章共事过的杨之华的回忆中得到证明——顾顺章叛变后，特科在顾妻室内搜出了顾顺章早就亲笔写给蒋的一封信。
信中说，如果蒋总司令相信他，他可以把从上到基层的各种组织关系，一概交出。杨之华与顾顺章曾同在同机关工作，彼此很熟，杨之华回忆，顾顺章有几个特点：一、“人矮，精干，多计谋，滑头，勇敢，变戏法的技术很高明”；二、“不多说话，也不曾对同志说过自己的履历和社会关系”；三、“平日不看文件，开会不常说话”；四、“生活浪漫、腐化，吸烟膏、玩青妓，打老婆”。
中统特务万亚刚回忆顾顺章其人，说他执行任务时心狠手辣，砍人不眨眼，但平时与人相处，却态度和蔼诚恳，使人乐意与之亲近。
20世纪50年代，香港出版的《徐恩曾回忆录》中，也说顾顺章“说话很风趣，处世经验丰富老到，很富人情味，善于揣摩人的心理，对人态度和蔼诚恳，使人乐于亲近。”
顾顺章清楚，南京的特务系统中潜伏有我党的卧底。因此，在汉口被捕后，他立即要求直接面见蒋总司令，并告诫特务们不要事先向南京发报。但汉口方面按捺不住抓住大鱼的兴奋，蔡孟坚随即向其上司徐恩曾密电此事，不料徐的机要秘书钱壮飞是我党潜伏人员。
当顾顺章得知电报已发往南京时，跺足长叹道：“抓不住领导人伍豪了！”
钱壮飞通过特科一科科长泽田迅即通知了特科，导致顾顺章掌握的情报质量大减；但即使如此，也只是“避免了毁灭性的打击”而已，由于顾顺章所处的极高地位，以及其家属很多都参与了党的地下工作，致使当时上海等地的地下党机构几乎完全被摧毁，多人被捕杀。
顾顺章被押解到南京的第二天，就向特务机关指认了我党领导人之一的恽代英（其时，恽代英正被关押于南京当局军人监狱，化名王作霖，身份尚未暴露）。结果，在恽代英经党组织多方营救，眼看即将出狱脱险之际，却被敌人杀害在南京雨花台。
顾顺章被捕后即叛变，并供出所知一切机密。据当年也在特科工作并参与组织撤退的聂荣臻回忆说：“当时情况是非常严重的，必须赶在敌人动手之前，采取妥善措施。恩来同志亲自领导了这一工作。把所有的办事机关进行了转移，所有与顾顺章熟悉的领导同志都搬了家，所有与顾顺章有联络的关系都切断。两三天里，我们紧张极了……”由于顾顺章知道的情况实在太多，他的叛变让上海、江西、武汉等地组织遭受了前所未有的重创。
毕竟，许多基层的“交通线”和“联络员”，都是顾顺章一手建立起来的，而这些，连伍豪都不可能尽知。顾顺章叛变后，武汉方面的“联络员”全部遭到捕杀。同时，几个要人也死于顾顺章之手。
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