周恩来也没想到顾顺章会出事，但他已经没有时间表示震惊了，必须展示他的高效。他了解顾顺章，知道顾顺章要干啥，和陈赓、陈云、李强、李克农赶紧行动。在周恩来的指挥下，他们采取如下措施：
第一步，
斩断顾顺章和中央领导人之间的联系，具体办法，火速转移中央主要领导人，把顾顺章熟悉或能侦察到的领导秘书全部调换成新人。
——这些容易办。因为主要领导人不多，关键是次要人物。
第二步，
把上海有可能成为顾顺章侦察、追踪目标的党的干部，快速有计划地转移到安全地带或调离上海。
——这个有些难办。人数很多，关系错综复杂，保不准又有人叛变了，甚至某些人根本就是国民党的人。怎么办呢？周恩来就把他们召集起来发表讲话：中央来不及妥善安置每一个人，如果有可能离开上海，就离开上海躲避一阵子，如果实在躲避不了，顾顺章来了，威逼你自首，中央也允许你们自首脱党，但决不能出卖朋友（同志），以后等到上海成了共产党的天下，我会替你们作证。
第三步，
清理顾顺章的爪牙。
顾顺章原本是中央特科的核心人物，行踪诡异莫测，他用的人也都是自家人。关于对顾顺章家人的处理上，显示了周恩来的另一面，铁血无情的一面。
顾顺章叛变之后，他的家人，包括妻子、岳父岳母、保姆都在特科内部，对特科很了解，就成了不安定因子。他们因为顾顺章的关系接触到很多人和事，那些人和事又可能涉及到共产党的核心人物。面对险恶形势，如何处理顾顺章家属成了一大难题。顾的妻子、兄嫂、岳父母、姨妹等在中共中央秘密机关负责作饭、看门和采买。
他们的感情和立场都在顾顺章一边，事先知道顾写了叛变信也不报告并替他隐藏。中央机关紧急转移到新地址海棠村时将这批家属也带去，周恩来等人告诉他们顾顺章已叛变并要其划清界限，顾妻当场表示不从，其他人还试图逃走。经临时中央开会研究，考虑到在上海的秘密机关无法囚禁他们，放其出走又会带来多少人遭捕杀的大破坏，只有将他们消灭。
1931年6月，周恩来带队亲手铲除顾顺章全家十三人，这也是周恩来一生中，唯一一次对叛徒家人出手。因为市内不敢开枪，用刀则血迹不好处理，所以采取了绳勒的方式。又因尸体难以运出市外，只好在院内花坛下挖了深坑掩埋，上面还抹上水泥以防腐臭外泄。而对两个未成年人，顾8岁的女儿顾利群和12岁的小舅子张长庚，周恩来特别强调孩子是无辜的。于是，女孩被送到了保育院，张长庚则放回家。
这项任务是时任中央组织部部长的赵容（康生）具体布置的。
究竟杀掉多少人，不同资料记载不同，个人回忆也不一样。后来顾顺章悬赏通缉周恩来：“共党首要周恩来、赵容等竟亲肆毒手，将余全家骨肉及远近戚友等十余人，悉行惨杀”。杀人在十口以上。如果有充足的时间，有条件，可以选择关押，然而没有那个时间，那么好吧，生死存亡的时刻，对和错都要靠边。
据当事人陈养山回忆，从不抽烟的周恩来当时破例要了一支烟，抽了一口就呛得直咳嗽，说：“我们今天这样做是万不得已，也不知道将来的历史怎么评价我。”
毫无疑问，手段非常残忍。当然在两党你死我活的交锋中，可以理解。换成其他人放在周恩来那个位置上能想到两全其美的办法？但这终究和印象中和宣传中的周恩来不相符。
现代所有涉及到周恩来的题材，基本上都是谦谦君子、待人和善、爱护一切能爱护之人。史料中的周恩来为人处世确实一团和气，但那些和气和善意都是有界限的。他的善意，是对战友、对同志。战友有难，他会尽量伸手搭救，比方说对叶挺；同志的后代，他会出手抚养，比方说孙维世。但是对待敌人和叛徒，则是铁血的、冰冷的。
共产党本就有铁的纪律。即使蒙上温情的面纱，依然是铁的纪律。
某种意义上讲，周恩来就是纪律的化身，纪律的执行者。周恩来还是那个周恩来，一团和气的外表下，对战友和同志是无尽的善意，对敌人和叛徒则是铁面无情。但是周恩来并非如此泾渭分明，日后文化大革命之中，就复杂多变。
相比之下，国民党那边却是另一种做派。钱壮飞孤身逃走，来不及转移家属，就给徐恩曾留下一个纸条。大意是说，我们因为政见不同各为其主，但祸不及家人，如果你伤害了我的家人，我将把你的丑事公诸于众等等。
事实上钱壮飞的家人就参与了行动，要不是刘杞夫送信，消息也传不了那么快。刘杞夫回到南京就被徐恩曾抓住了。但是徐恩曾有所顾忌，不敢把机要秘书是共产党人的事上报蒋介石。陈立夫也担心降低在蒋介石心中的分量，力保徐恩曾过关。当然，徐恩曾也没敢把钱壮飞家人怎么样，关了几个月放了。而且更为搞笑的是，因为徐恩曾担心自己的前途，国民党机要密码本也没有更换。共军长征期间，还能用那套密码接收国军机密，使共军在局势微弱的情况下，总是能找到国军的缝隙，见缝插针。
只是长征途中，钱壮飞失踪了，死得不明不白。关于他的死一直是个谜团，有说法是死于空袭，有说法是死于民团手中，还有其它说法。反正是死了，结束了传奇的一生。这样也符合他的身份：连死都是那么的神秘。抗战胜利后，周恩来把钱壮飞的夫人叫过去，告诉他说钱壮飞已死，钱夫人哭了。周恩来当着她的面，向钱壮飞牺牲的方向（贵州）跪拜，痛哭。
周恩来一生救人无数，欠钱壮飞一条命是实实在在的。
最搞笑的是徐恩曾，因为他自己不谨慎导致国民党遭受巨大损失，致使共军整个长征途中都在窃取国军机密情报。而且红军长征结束时，徐恩曾还升官了，贪污更方便了，找女人也更方便了。直到抗战后期，徐恩曾才倒霉，栽在了戴老板手里。
看看国共两党的差别，一个铁板一块，另一个一盘散沙，连特务部门都表现得如此明显。周恩来杀掉顾顺章全家，看似凶狠，却消除了共产党面前的威胁；陈立夫为徐恩曾开脱，看似很够朋友，却让国民党处处被动，影响统一大业。
第四步，彻底改变所有顾顺章知道的密码和接头暗号，相关部门立刻撤。
顾顺章27号被押解到南京，牛气哄哄地对蔡孟坚说，那个谁，把徐恩曾先生的机要秘书钱壮飞扣了。蔡孟坚一听，鼻子都气歪了，因为他刚刚从徐恩曾那里得知钱壮飞已经逃走。顾顺章得知钱壮飞逃走的消息之后，气得直跺脚：“糟了！”。
从那一刻开始，顾顺章隐隐看到自己的结局，很惨。
7月28号，国民党大搜捕，把顾顺章提供的地址都找了一遍，基本上全部扑空。
在中央机关里，刚刚烧完的文件还在冒着青烟，仿佛在嘲笑国民党特务的无能。
陈立夫失望地问自己的手下：“刚才四周有没有发现什么可疑之人”?
得到答案：“没有什么可疑的人，只有一个女人从附近走过”。
“还见到一个老头，刚刚转过拐角”。
“女人”是周恩来，“老头”是陈赓，他们刚刚离开。
南京的蒋介石眼见抓获周恩来的计划落空，老毛病复发，连骂：“娘希匹”！
如果不是周恩来反应迅速，当时在上海的中共要员王明、博古、康生、张闻天、陈云、邓小平、李富春、聂荣臻等人可能处境极为危险。如果在上海的中共中央机关整体毁灭，那此后的历史都要改写。但周恩来能力再强，也只能让上海的要员躲过一劫。顾顺章知道得太多，许多基层的“交通线”、“联络员”是他亲手建立和安置的。这些基层组织，即便周恩来都知道，也来不及一一通知。顾顺章叛变后，武汉方面的中共“联络员”全部被捕杀。
顾顺章被捕，影响最大的是向忠发被捕。
1928年9月，向忠发从熟练返回上海，主持中共中央工作。在周恩来的协助下，中国共产党稳步发展。那段时间内，由于向忠发不怎么作为，恰好是根据地发展比价好的时期，工农红军扩军至六万余人、根据地拓宽至15个，党员回升至12万人。
然而到了1930年6月，李立三担任中共中央秘书长，其风格比较激进，趁各地军阀中原大战之际推行攻打中心城市，夺取全国胜利的冒险路线。结果各地暴动纷纷失败，遭到巨大损失。1930年12月，共产国际派王明回国取代李立三。王明担任中共中央政治常委，向忠发逐渐成为挂牌总书记，好长一段时间里，每逢开会，向忠发只是喏喏而已。
顾顺章叛变之后，像猎犬一样，设法联系亲属故旧，寻找中共中央新住址。
向忠发成为风险最高的人物。因为向忠发已经不再是当初的向忠发，已经开始腐化。
人一旦腐化，就有了欲望，就不再刚，就有了缝隙。搞革命就会变得非常危险。
1931年6六月份，特科得到消息说：“顾顺章和小娘姨（家庭女工）接上了头，小娘姨已经到某成衣铺去打听过老头 （向忠发代号）的住处。”于是特科同志立即通知“老头”搬家。
向忠发虽然是一把手，但已经丧失了革命意志，和一个叫杨秀贞的风尘女子厮混。顾顺章曾为杨秀贞介绍了个女佣，供她支使。虽然一网打尽中共首脑的计划落空，但熟知向忠发习性的顾顺章认定只要找到那个女佣，就能顺藤摸瓜找到向忠发。
顾顺章最终找到了女佣，只是她已经和杨秀贞分离。经过顾顺章的威逼利诱，女佣供出杨秀贞可能于数日后到一裁缝铺取衣服。顾顺章顾逼她尾随杨，探明杨秀贞的新住址。数日之后，杨秀贞果然到裁缝铺取衣服，女佣尾随其后。但这一切被躲在杨秀贞住所的向忠发看见……顾顺章阴谋没有得逞，扑了个空。然而这个情况没有引起顾顺章足够的警觉。
处于对组织领导人负责，中央常委在周恩来家开会，讨论常委是否暂时搬到哈尔滨或苏区去，并决定：顾顺章从今晚起，在常委搬家未决定前，不要再出去，就住在周恩来家里。顾顺章当时同意了。但6月21日，顾顺章向非要见杨。周不得已同意他们见面，但反复叮嘱不能留宿，可向无视周的警告，在杨处留宿。
6月22日，周恩来、陈绍禹、博古正在聂荣臻家开会讨论中央军委工作时得到特科报告：“老头在法租界汽车行被捕了!”
向忠发在租汽车返回时，在付钱时被等在汽车行的敌特捉住。这不是巧合，这是陈立夫和顾顺章从南京派来大批暗探、特务，藏在英租界和法租界所有的汽车行里等向忠发。顾顺章知道向忠发外出要租汽车。
可以说没有顾顺章叛变，国民党特务打破脑袋也想不到顾顺章租汽车的习惯。此后正在进行中的讨论中央军委工作的会议立即停开，并设法营救顾顺章。组织决定立即送五万元银行存折给杨度（晚年成了中共地下党），让杨度那这笔钱去找杜月笙设法营救。但两小时后，杨度把五万元存折退回来说：“杜月笙没办法，因为捕向的人是南京直接派来的，向被捕后经过法租界巡捕房引渡不过是法律手续。”
此后向忠发就叛变，供出和杨秀贞住在一起的任弼时夫人陈琮英。特务们随即逮捕了杨秀贞和陈琼英。她们均遭受特务的严刑拷打，始终没有吐露与中共的关系，还是向忠发出面要她说实话。后来周恩来得知这一情形时说：向忠发的节操还不如一个妓女。
中央特科成员黄慕兰回忆：从租界法语翻译曹柄生那里听说向忠发被捕叛变的消息后，立即向潘汉年报告。潘汉年赶紧将此事向康生作了汇报。然后康生找到周恩来，周恩来闻讯后立即安排中央有关领导转移。
向忠发那个级别的人物，对组织非常重要。不但是中共一把手，还曾在共产国际执行委员会第九次扩大会议上，当选为共产国际执行委员会委员和主席团委员，对其定性准确与否非同小可。否则不但无法向全党交代，更无法向共产国际交代。即便得知其叛变的消息，也要经过确认。如何确认顾顺章叛变呢？这里要牵扯到另一个人，谭忠余，特科第三科（行动科）副科长。他是也上海宝山人，和顾顺章是老乡，原是一家米店的店员，因参加周恩来在上海领导的三次工人武装起义而加入革命队伍。
谭忠余的履历还是很传奇的，他曾是康生的交通员，由康生介绍入党；加入中央特科行动科后做顾顺章的助手。他的老婆是顾顺章的妻妹张爱宝。可以说他是顾顺章的铁杆，也是行动科的骨干。在击杀白鑫的行动中，谭忠厚就是主要参与者之一。
顾顺章叛变以后，谭忠余当即表示跟党走，与顾家断绝。此后担任了特科三科的副科长，负责中共中央领导人的保卫和锄奸工作。谭忠余此期间与特科成员周惠年结为夫妇。
得知向忠发被捕以叛变的消息，最初周恩来等人对此将信将疑。如何辨别真伪呢？向忠发其实知道周恩来住所，并有钥匙。如果向忠发叛变，必会带特务前来搜捕。周恩来迅速搬进四马路外国人开的都城饭店。为验证向忠发是否叛变，周恩来指示谭忠余亲自带人监视自己原来的寓所。周惠年回忆道：周恩来来后，和谭忠余同在大床歇息，她则搬出小床睡到另一处。由于风声很紧，周恩来只能昼伏夜行，等天色昏暗后才化装外出活动。周惠年说：周恩来化装后像个日本人。有一次，周恩来因事急匆忙更衣，结果把两只脚伸进一条裤腿里，逗得在场的人直乐。
谭忠余带领一名红队队员，在路边摆起馄饨摊。半夜时分，他们看到一队特务押着一个人，来到周恩来的寓所，并用钥匙打开后门……很明显，向忠发叛变的消息是确切的。周恩来并未在都城饭店长住，在核实和确认向忠发叛变的几天里，他和邓颖超暂时分手，躲避到谭忠余和周惠年的家中。
得知向忠发被杀，蒋介石的心腹、淞沪警备司令熊式辉赶紧发电报给蒋介石报喜。当时蒋介石正在南昌忙着组织第三次“围剿”，进行得很不顺利、正恼火。听说中共总书记被捕，他认为总书记绝无可能叛变，又知道共产党的情报工作很厉害，怕向忠发再被救回去，于是立即发电报，要求立即枪决。
熊式辉接到蒋介石的电报就有点懵圈，审都没审就要杀，这是什么状况？向忠发非常配合，都没怎么审讯，很快就写了十页的供状。熊式辉又向南昌发了“向忠发已招供”的电报。蒋介石大喜，火速电令“暂缓处决”。
——但是这个电报离奇地延误了。等熊式辉收到这封电报时，向忠发早已成为枪下之鬼。行刑前，向忠发跪在地上，苦苦哀求饶他一命，但无情的子弹还是夺走了他的生命。
1931年6月24日凌晨3点，作为中共中央的头号人物的向忠发即被处决。中央特科从英法租界巡捕房和上海社会局入手，联络有关对象，以给国际社会民主党搜集情报为由，准备用高价收买淞沪警备司令部内部人员，试图搞到向忠发全部供词，但没有成功。直到鲍文蔚打入淞沪警备司令部后，搞到向忠发供词的条件才基本成熟。
据特科得到的消息：向忠发的供词主要内容是：一，请国民党饶恕他；二，说他自己是个挂名摆样子的，实权在周恩来和陈绍禹手里等。
这里顺便说几句谭忠余。中央去苏区之后，谭忠余更难立足，组织决定派他们夫妇到鄂豫地区工作。谭忠余到红26师任师政委，周惠年则到特委的妇女工作委员会。几个月后，红26师在一次激战中被罗其江的部队打散。原本公开活动的谭忠余、周惠年被迫转入地下。由于谭忠余一口的上海话很容易暴露身分，组织决定他们返回上海。当时地下组织已经遭到严重破坏，组织派他到苏联学习。1933年，谭忠余从苏联回国，因带一部电台怕被国民党截获，就没有乘火车而是徒步偷越国境线，在与国民党边防部队遭遇的枪战中牺牲。
