但在1935年，袁殊暴露了自己中共党员的身份，被军统特务逮捕，这成为了他人生最大的污点，著名左翼学者夏衍还差点因此被捕。但在审讯中，袁殊除供 出自己参加"中统"的内情外，几乎什么都没交代。考虑到吴醒亚的面子以及日本方面的反应，袁殊很快就被释放了，随后他再次赴日留学，继续为日本外务省工 作。
在全面抗战爆发前，袁殊1937年春回国，同时为中统吴醒亚，以及日本驻上海领事馆特务机关"岩井公馆"工作。为了加强自身的保护色并开拓情报来源，袁殊于1937年4月加入了青红帮，成为可以和杜月笙、黄金荣平起平坐的"通"字辈师兄弟。
在"八一三"淞沪抗战爆发前，潘汉年重新回到上海，此时袁殊主动找到了他，认真汇报了自己近几年的经历，同时将一份从日本带回的军用地图作为情报资料 交给潘汉年，表示愿意继续为中国共产党工作。从此直到1946年去解放区，袁殊在潘汉年的导演下，成功地演出了一场场出色的情报战。
