但發生在1931年的顧順章滅門案，似乎又揭示了他人性的另一面。1927年蔣介石下決心清共，並在上海搞了「四一二」大屠殺後，不少共產黨員不是被殺就是叛變。在這緊急關頭，中共中央撤換了陳獨秀的中央領導，成立了新的由張國燾等組成的政治局，並成立了由向中發、周恩來、顧順章三人組成的中央特別委員會，由顧順章負責情報和派遣特務打入國民黨的工作，同時也兼專門屠殺中央叛徒的「紅隊」的負責工作。周則負責中共的組織工作，後又成立的中央特科，實際由顧領導。當時中共中央的主要機構和成員依然隱伏在上海。
1931年四月，顧順章趁中共秘密設置的祥泰木行貨輪，護送當時中央負責人張國燾、陳昌浩由上海到武漢。顧在武漢停留期間，被當時武漢地區國民黨負責人蔡孟堅所捕。捕後出賣中共,但他自稱必須見蔣介石後,才能供出情報.因為顧是中共主要領導之一,所以中共上海的所有秘密地點和人物他都知道.這對中共來說有被一網打盡的危險。
蔡也知顧是極重要人物，準備安排顧去當時國民黨首都南京去見蔣介石。去前，先去極密電報。可是天助中共，當時中共的錢壯飛已潛入國民黨的組織部調查科，為重要機要人員，當時該科負責人徐恩曾又不在，錢閱電文後，立即派人告李克農，並以最快速度通知周恩來，周安排中共組織連夜撤離，緊隔幾小時，第二天4月28日國民黨既展開大規模逮捕，結果是扑了個空。中共也就逃過了這差點覆沒的一劫。後顧又為國民黨特務。
周對此極為憤恨，遂經精心策劃後在同年八月，率紅隊洪揚生、李龍章、王竹友等五人，在一個漆黑的夜裡，殺了顧順章全家。至於到底殺了多少人則說法不一。據與周恩來、鄧穎超關係極好的美籍作家韓素音說是殺了17人，留下了一個12歲的男孩。但有的資料說殺了7人，也有說多達30多人的。但總之那天在顧家住的顧家親屬基本都被殺死，其中，包括顧妻、岳父母、小舅、小姑、國民黨軍官司機及他人，聽說連他家的保母都未倖免。周的藉口是他們全家都參與了顧的叛變活動。
對這次屠殺案的揭露，是因為當時參與的紅隊王竹友被捕後招供了，他並帶人到顧家後院挖出多具屍體。這事在當時上海各報都登載了這條消息，國民黨也趁此宣傳中共的殘酷。
一般說來顧的叛變為中共造成了極大的損傷，不過「冤有頭，債有主」，他的家人並無過失，連在他家做工的保母都給殺了。所以顧說他們是「殘酷獸行，滅絕人性」，這與連封建王朝都慎用的「滿門抄斬」有什麼不同呢？
當然也不能完全以這一件事情就評論周恩來是凶殘成性，何況當時他還是年輕人，做事容易偏激，不過從這裡可看出在和藹可親表面下他的另一面。
