顧順章迅即被用船押往南京。就在顧順章到達南京前十幾小時，錢壯飛截獲電報後，立即跳上開往上海的列車。
錢壯飛來到上海，飛速向中共中央報告了顧順章叛變的消息。由於頤順章在特科工作，知道許多中共高級領導人的住址。
聶榮臻回憶道：
我得到情報後，急忙趕到恩來同誌家裏，不巧，他出去了，我就告訴鄧大姐，顧順章叛變了，你們要趕快搬家。
當時情況是非常嚴重的，必須趕在敵人動手之前，采取妥善措施。恩來同誌親自領導了這一工作。把中央所有的辦事機關進行了轉移，所有與顧順章熟悉的領導同誌都韞了家，所有與顧順章有聯係的關係都切斷。兩三天裏麵，我們緊張極了，夜以繼日地戰鬥，終於把一切該做的工作都做完了。等敵人動手的時候，我們都已轉移，結果，他們一一撲空，什麼也沒有撈著。
1990年，台灣傳記文學出版社出版了蔡盂堅所著回憶錄《蔡孟堅傳真集》，內中的“可能改寫中國近代曆史的故事”一章，便是“係作者誘捕中共首腦顧順章案，顧案關係中共命運甚大，設非共諜錢壯飛截留電報，則周恩來及潛伏上海之共黨分子必一網成擒，而予中共以致命之打擊”。
周恩來及時轉移了，瞿秋白及時轉移了。原設在天蟾舞台旁由熊瑾玎苦心經營了幾年的中共中央秘密機關，也從此再不使用。
遭難的是惲代英。當時，惲代英關押在南京江東門外“中央軍人監獄”（以《惲代英》。一文考證較準確，認為關在南京“中央軍人監獄”），化名“王作林”，未被識破。顧順章告密，說出“王作林”即惲代英。惲代英係黃埔軍校第四期政治教官，黃埔軍校同學錄上登載著他的照片。經查對，“王作林”果真是惲代英。勸降失敗，惲代英被押往刑場，於1931年4月29日中午槍決，年僅三十六歲！
關於顧順章叛變，還有另一種說法，即他在被捕前已準備叛變。最早見於文獻的，是杜寧在1938年11月28日所寫的那篇《叛徒顧順章叛變的經過和教訓》，內中提及中共中央獲知顧順章叛變之後，當即派人查抄顧順章在上悔的家：“在他老婆房間內被我們抄了顧順章親手寫給蔣介石的一封未發出的信。內容大致說‘如果蔣介石相信他，他可以把共產黨、第三黨、取消派等等的各種組織關係——自中央到支部，一概交給蔣介石……’。因此，他的叛黨動機不在被捕之後，而在被捕之前。但此信尚未寄出，料他經過了一個動搖的時期。”
顧順章叛變之後，急於向國民黨邀功。他無法帶人追捕周恩來、瞿秋白，便設計偵查向忠發。雖說向忠發當時接到中共中央緊急通知，也轉移了住處，但是顧順章仍下工夫追蹤這位總書記。