关于顾顺章的死有三种说法：
张国栋在他的《中统20年》一书中说：顾顺章是被顾建中杀死的。1935年中央组织部调查的高级特务们在南京聚会，顾建中突然拔出手枪，抵着顾顺章的脑袋讲：顾顺章不服从命令，企图别树一帜，现奉徐恩曾的命令将其处决。说罢一枪杀死了顾顺章……据张国栋回忆，这是顾建中1940年亲口对他讲的。
陈尉如在他的回忆录《我的特务生涯》中讲：1934年之後，徐恩曾对顾顺章的监视加强了，说来好笑，负责监视他的竟是以前他任中央特科负责人时红队中的童国忠和张文农。顾顺章明白在徐恩曾手底下，一条命迟早总要断送掉，他想起戴笠对他的厚爱，便派后妻张永琴暗中与戴笠联系，不料被童国忠和张文农密报给了徐恩曾。徐随即将他关进苏州反省院，第二年在苏州被枪毙。据张永琴回忆：传说顾顺章会魔术、催眠术，在押往苏州反省院中的途中，还将铁链子串在他的琵琶骨上，怕他中途施妖术逃跑。1935年5月顾建中到上海宣布了对顾顺章的处决，随即徐恩曾也到上海，在上海地动区总部安抚大家说：“我们的同志要安心自己的工作，不要见异思迁，前途是有保证的”。
蔡孟坚也在他的回忆录《两个可能改写中国近代历史的故事》中说：据立夫（陈立夫）方面得来资料……我方工作人员发现顾又与共匪勾结，其文件为我方搜获，彼企图暗杀中央要人后逃往匪区，故镇江江苏省政府保安司令部予以看押，民26年冬，在镇江予以枪决，江苏省政府派秘书长罗时实先生监斩。我在阳明山受训时，罗先生担任讲座，曾亲口告诉我他主持监斩之事。
这显然是国民党中统栽赃于顾顺章，顾顺章自知其罪孽深重，无论如何不会再企图与共产党发生关系，三种说法中以第二种最为可信，罗时实监斩也有可能。出卖自己的人，最终还是被别人所出卖！