1931年初回国，参加了“联合剧社”的演出，左倾思想日渐显露。1931年3月16日，袁殊主持创办了周刊《文艺新闻》，成为左翼文学发刊时间最长的刊物。其间，袁殊以读者来信询问的形式率先报导了“五君子遇害”事件的新闻。

1931年10月，袁殊经由潘汉年介绍加入中国共产党，时年20岁。成为中央特科情报人员，王子春为其单线联系人。

1932年春，袁殊经由表兄贾伯涛（黄埔一期生）的介绍，成功打入中统，时年21岁。成为中统特工的袁殊，进入新声通讯社担任记者，并得以出席南京政府记者招待会。会间结识驻沪日本副领事岩井英一。当时，精通日语的记者屈指可数，岩井英一更有意拉拢袁殊，不久之后，这位日本驻中国的特工头目即每月支付其200元“交际费”，袁殊遂成为一名日方情报人员，时年22岁。

1933年~1934年两年间，袁殊不断将日本人的情况分送给中共与中统，由于其消息准确、及时，令中统头目吴醒亚对其刮目相看，袁殊至此奠定了其在中统情报部门的重要地位。而与此同时，由于袁殊特殊的家庭背景，令中共对其产生了不信任感，至1934年底，袁殊已被私下剔除在中共党员名单之外。

1934年5月，袁殊正式成为青洪帮大佬曹幼珊的关门弟子，与黄金荣和杜月笙平辈，身上多了一层帮派保护色，获取情报就更有利了。

1935年初，袁殊两次来到约定地点与中共上线联络，却二次不见王子春。“断线”对于特工人员来说意味着“灭顶之灾”，情急之下，袁殊不得不联系夏衍，请其为他转一封信给中共特工科。夏衍原先并不同意转信，因为作为当时中共驻沪的核心党员，他已知袁殊被剔除身份一事，之后勉为其难地将袁殊的亲笔信交给特工科负责人蔡叔厚。蔡叔厚当时正由中共特工科负责人转调入第三共产国际特工组织任职，他便顺手将袁殊的亲笔信带入了新组织，再次为袁殊安排了新的上线接头人。袁殊在不明就里的情况下成为了第三共产国际的特工人员。

1935年，爆发“怪西人案”。军统特工抓获中共党员关兆南，再顺藤摸瓜抓获第三共产国际的陆海防及其白人上司华尔敦。陆海防供出其下线人员，袁殊及上海当时著名影星王莹被捕。袁晓岚得知儿子被捕，病重之时仍去向陈立夫求情。碍于陈立夫的面子，戴笠对袁殊未予深究。判刑后发还原籍湖北省反省院服刑，袁殊在狱中的日子竟比狱外还要逍遥舒适。其间，袁晓岚病逝，作为长子的袁殊还特意回家扶灵，过后再回到狱中服刑。在狱中，军统亦对袁殊伸出橄榄枝。袁殊否认与陆海防及白人华尔敦有过联系，但承认自己为中共服务，亦希望蒋先生（蒋介石）正视抗日事实，能以民族大业为重。以上诸言，袁殊亲笔立下字据。中统情报部门与日本驻沪领事馆均为营救袁殊出了大力，同年，以“文化罪”被判刑二年的袁殊提前释放。出狱后，军统交待袁殊即刻前去与陈立夫会面，袁殊拒绝，直奔上海。而此时，上海中共再无一人与其联络。1935年年底，袁殊通过党外人士通络到冯雪峰。冯雪峰劝其先去中学任教，休养生息。袁殊决定再次赴日留学。一年后回国。在日本与岩井英一重新建立联系。岩井认为袁殊虽与“怪西人案”有关，但人才难得，因此资助袁殊求学，还为他提供各种关照。

1937年年初，回国后袁殊重新归入中统阵营。在与冯雪峰取得联络后，以非中共党员的特工身份继续向潘汉年提供情报。同年4月，为加强自身保护色，袁殊加入青洪帮，成为与黄金荣、杜月笙同辈的“通”字辈兄弟。同年6月，戴笠亲自上门会见袁殊，将其正式纳入军统名下。至此，袁殊的五重身份“齐全”，时年26岁。

卢沟桥事变爆发，抗战全面打响。军统特务头子戴笠登门。袁殊敏锐感知到此事不寻常，报告潘汉年。潘汉年要求袁殊趁机打入军统，并让军统释放“怪西人”罗伦斯。戴笠认为袁殊只是“情报贩子”，再加上苏联方面的压力，就爽快地释放了“怪西人”，并答应每月给300元活动经费。袁殊正式打入军统，成为军统局上海区国际情报组织少将组长。

“八一三”抗战期间，袁殊化妆成日本学生，孤身进入日军营地，为中国军队取得大量军事情报。

1937年11月5日，上海沦陷。袁殊被戴笠授以“少将”军衔，留守上海，成立特别行动组，专门惩办汉奸及侵略者。成功捣毁日军在上海虹口的海关仓库，行动组受到军统局嘉奖，袁殊因此被记大功。同年，袁殊将在日本获取的日本军事地图撕成一页一页，夹在旧书报中带回上海，第一时间交给潘汉年，并恢复了组织关系。

1938年，岩井英一统领的日本情报机构“岩井公馆”在上海成立。经请示潘汉年，袁殊以“军统”身份与岩井合作。当袁殊针对李士群的“锄奸行动”因叛徒告密失败被捕时，家人直接向岩井英一求救，果真被释放。袁殊“为日本人做事”的身份因此由地下转为公开。

后因表现出色，袁殊获得赴日访问和面见日本裕仁天皇的嘉奖。此事引起汪精卫的紧张和不满，向日方抗议。最后，岩井解散了“兴亚建国运动”，但将袁殊顺利安插进了汪精卫政府，任中央委员会执行委员，兼中央宣传部副部长。袁殊因此可列席汪伪中央政治局委员会。

1939年初，日本特工头目岩井英一回到上海，再次将袁殊招入麾下。同年6月，袁殊与潘汉年在香港会面，袁殊询问党籍一事，潘汉年不置可否。同年11月，由袁殊建议成立的“兴亚建国运动”方案正式在岩井公馆启动，袁殊利用这一机构掩护中共驻沪电台，向延安发回大量情报。

1941年3月，袁殊接军统秘令接受日伪“清乡团团长”一职，“清乡团”主要职责是肃清长江三角洲的国、共游击部队，“大汉奸袁殊”正式粉墨登场。在充当“汉奸”的几年中，袁殊利用职权保护中共党员，将他们平安送返延安，使镇江成为中共情报人员转移要道；为潘汉年办理了特别通行证，保证其往来行走安全。同年，派助手叶德铭（潘汉年副手）利用日军直升机将驻港中共情报人员送返上海。期间，由于当时形势严峻，有几次袁殊对中共安排的任务不甚尽力，对中共情报人员避而不见，直接指挥“清乡团”扫荡“中共江南抗日根据地”等再次引起中共怀疑。同年，根据日本外务省安排，袁殊作为“兴亚建国运动”代表出访日本。在日期间通过与日本外相吉野三郎及其他诸位内阁成员谈话，分析出二战期间日军的战略动向：1、直接南进东南亚，暂时放弃北进苏联。2、日美谈判破裂，日本欲对美宣战。

1941年7月10日，潘汉年将袁殊发来的情报直接转送延安，延安再将情报拍送苏联。据此情报，苏联红军东撤西援，从根本上保证了斯大林格勒保卫战的胜利，击退德军，扭转了二战局势。为此，苏联红军特意致电中共表示感谢。潘汉年也因此情报的准确及时而倍受中共情报部门肯定。

1941年，实为多事之年。潘汉年突然要求亲晤岩井英一，要求袁殊为其联线。袁殊认为此举极其危险，极力劝阻，但潘汉年执意要与日本人会面，袁殊执行任务。潘汉年化名胡越明，此后数年一直与岩井英一保持联系，而这些情况潘汉年并未向中共情报部门进行报备，也为日后“潘汉年杨帆案”定下了注脚。

1941年12月7日，太平洋战争爆发，香港沦陷。潘汉年接到周恩来急电，要求紧急转移滞留在香港的进步人士。袁殊接受这一重大任务，以“想调回在香港的同事来增加上海的力量”为由，向岩井英一提出申请。岩井英一很高兴地开出了大量的通行证。袁殊和潘汉年就用这些通行证，从日军严密封锁中撤退疏散进步人士800余人，其中就包括宋庆龄、何香凝、柳亚子等人。

1945年抗战胜利后，袁殊被授予“中将”军衔，任命为军统直属第三站站长。而袁殊却在私下变卖家资，全部所得尽归入中共上海地下党组织。1946年年初，袁殊及其几位部下（同属中共地下党）回到解放区，至此，军统才真正发现其中共党员身份，为此发下全国通缉令。来到延安后的袁殊，因其特殊的政治经历，组织建议其改名为“曾达斋”，定级为旅级。

1947年重新履行入党手续。

1948年调入李克农的情报部门工作，专攻日美情报研究。

1949年新中国成立后转入研究对港贸易问题，定居北京。同年，曾达斋与第二任妻子王端离婚，王端回到上海定居。此后，曾达斋每次出差去上海，都会前去探望王端。

1954年底，时任上海市副市长的潘汉年来到北京。曾达斋赶往北京饭店与之会面。潘汉年直言自己要出大事了，并感叹：“干我们情报工作的人大都没有什么好下场，中外同行都一样。”

1955年初，曾达斋最后一次出差前往上海，在前妻王端的住处，预言自己将要出事。王端力劝其迅速转往香港，被曾达斋拒绝，只说须即刻返京，前途未卜。

1955年3月10日，上海市公安局局长杨帆被捕，拉开了“潘汉年—杨帆案”序幕。同年4月3日，潘汉年以“内奸”身份被捕。4月26日，李克农以开会为由，将曾达斋请上包车，车子直接开到监狱门口。曾达斋长达27年的牢狱之灾上演了。

1965年，曾达斋被收押10年之后被定罪，判刑12年。之后又不断被加刑。

1968年，曾达斋第三任妻子端木因受恐吓而吞服大量安眠药自杀，未遂，后离家出走，下落不明。

1980年，69岁的曾达斋被释放，却仍无自由之身，行动亦受限制。他曾向组织提出前往日本或香港安度晚年，却未被允许。

1982年8月2日，潘汉年被平反，9月6日，曾达斋亦被宣判无罪，折价归还其所有财产，承认其1931年入党之事实，在北京西苑新增配住房一套，享受原定级别待遇。曾达斋向组织提出恢复原名“袁殊”，理由为：“用袁殊这个名字没有什么可羞耻的。”此后，年迈的袁殊曾回到潘汉年家乡前去悼念早逝的故友，与逝者共同缅怀过往的峥嵘岁月，写下了《履痕重印江南路》的文章。

1987年，袁殊病重，精神也极为紊乱，时常号陶大哭。同年11月26日，袁殊病逝于北京。葬八宝山革命烈士公墓。

袁学易（袁殊本名）的父亲袁晓岚秀才出身，精于算学，热衷排满运动，年轻时即为同盟会会员，为革命活动几乎倾尽家资。母亲贾氏出身于前清盐官巨贾之家，夫家没落之后，她曾带着学易、学礼兄弟两人依靠娘家资助及典当家什生活。袁学易的童年生活甚为贫苦艰辛。

袁殊儿子曾虎。

袁殊著述颇丰，比较有影响的有：《记者道》、《学校新闻讲话》、《印度独立史略》、《新闻大王赫斯特》，译作有《新闻法制论》、《最初的欧罗巴之旗》、《一个日本女共产党员的日记》等。袁殊的部分作品汇集在1992年南京出版社出版的《袁殊文集》，该书由夏衍题写书名，南京出版社社长张增泰（拙子）为责任编辑，直接参加文集收集、整理和编辑工作的有梅丹馨、高润民、成翼康、曾龙、曾虎、曾曜、周祖培、胡肇枫，他们中有的是袁殊的子女、有的是袁殊的学生。

据我党情报人员刘人寿等人回忆，袁殊在岩井公馆获得的重要情报主要有1939年，英法企图牺牲中国，对日妥协的“远东慕尼黑活动”;1941年6月，德、苏开战部署，日军“南进”而非“北进”以及日美谈判动向等情报。

袁殊是电视剧《伪装者》中明楼的原型。电视剧《记忆之城》中朱今墨的原型。也是《隐形守护者》中肖途的原型。