1928年6月，在6大上当选为中（央）委员。此后长（期）在上海负责我党地下活动。协助伍豪领导中（央）特科并兼任第三科行动科的负责人。中（央）特科下设总务、情报、保卫、通讯四个科。
一科负责设立机关、布置会场和营救安抚等工作，科长洪杨生。
二科负责搜集情报，科长陈赓。
三科也叫做红队，俗称“打狗队”，负责清肃叛徒特务，科长顾顺章。
四科负责无线电通讯，科长李强。
顾顺章为人机警多智、沉默寡言、精干勇敢，他亲自负责领导特科的武装组织——红队，清肃过许多叛徒、中统、电讯组特务，
1929年11月，他曾带人在上海霞飞路设埋伏，枪毙叛徒白鑫。枪毙白鑫后，特科人员迅速撤离，没有留下任何痕迹。白鑫死后，鉴定法医在他头部发现了四个弹孔，法医分析，白鑫同时中了三枪，三颗子（弹）从不同的部位打进，从同一个部位穿出。
顾顺章从此声名远扬，他的公开身份是著名魔术师化广奇。当时，由顾顺章领导的“红队“极为活跃，惩治了不少叛徒特务，使敌人闻风丧胆，顾也由此在“八七”会议上当上了中（央政）治局候补委员。当时在江西苏区的毛委员同期为委员。然而，随着地位的上升，顾顺章日渐骄纵，生活腐化，吃、喝、赌五毒俱全。
陈赓曾忧虑地对人说：“只要我们不死，准能见到顾顺章叛变的那一天。”陈赓的预言不幸一语成谶。就在组织上考虑将顾顺章调离特科，让知识分子出身的康生取代他之际，顾对此有所耳闻，极为不满，顿生叛变之心。
同时由于其性格散漫，帮会气息浓厚，伍豪和陈赓等人对其颇不放心，准备将其调离特科领导岗位，以赵容。即：康生代之。
1931年3月，顾顺章被派护送张国焘和陈昌浩前往鄂豫皖苏区，完成任务后，顾顺章勾搭上了一个女人。因为缺钱，他居然化名回到武汉登台表演魔术。
1931年4月24日，曾是顾的下属、而后叛变的尤崇新碰巧在游乐场发现了顾顺章。汉口新市场游艺厅，舞台上魔术师化广奇，正在表演拿手戏法，台下掌声让他颇为得意，然而他并没注意，就在一个昏暗角落里，还有一双特殊的眼睛盯住了他。
当晚，化广奇被当场逮捕，迅速押解到武汉绥靖公署行营。身为侦缉处处长的蔡孟坚大喜过望，因为他已得知，这个魔术师的真实身份是中（央）特科的“天字号”人物黎明，当然黎明是他的化名，他的真名叫顾顺章。
特务在其身上除搜出党的重要文件外，还有一封写给蒋的信。没有严刑拷打，也没有威逼利诱，顾顺章立即叛变，但是要求面见蒋方能供认其掌握的机密。
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。
信中说，如果蒋相信他，他可以把从中（央）到支部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**、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，杀（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，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：“抓不住伍蒙了！”
当晚值班的钱壮飞收到一连6封密电后，就探奇的打开看了。一惊之后，马上通知了与他单线联络的李秘书泽田，在一时间争先通知了特科，导致顾顺章掌握的情报价（值）大减；但即使如此，也只能是“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组织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中（共）领导人之一的恽代英。其时，恽代英正被关押于南京中（央）军人监狱，化名王作霖，身份尚未暴露。而且经党组织多方营救，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。伍豪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……”
由于顾顺章知道的内（幕）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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