1941年，汪偽按照日本人的意旨要搞大規模的“清鄉運動”。3月末的一個晚上，汪偽特務總管李士群奉汪精衛之諭，任命袁殊為“清鄉政治工作團團長”。“清鄉”主要目的是為肅清長江三角洲一帶的國、共遊擊隊，以加強汪日對此地帶的政治、經濟控製。經潘漢年首肯，袁殊履職。
潘漢年對袁殊下達了三項任務：一、搜集清鄉情報；二、約束部下避免傷害平民；三、營救、保護中共人員。同年7月，清鄉政治工作團於蘇州大石頭巷掛牌。政工團約三四十人，潘漢年派出曾在夏衍《救亡日報》任記者的葉德銘協助袁殊，擔任其秘書。此外，潘漢年與時任江蘇省主席的李士群也有聯係，李氏提供了部分日寇“清鄉”動向，使新四軍有所準備。可見，當時特務之間的交往極為複雜，敵友難分，離合無常。彼此之間的關係隻建立在互相利用之上，而難以簡單劃分。袁殊最終完成了不少潘漢年交付的任務。
日偽“清鄉”時，駐常熟東壙地區的西尾中隊對民眾進行逼供，得到了某地有一名女青年可能是共產黨的消息。於是日軍緊急出動，將她逮捕。袁殊從該區顧姓區長那裏得知西尾中隊俘獲一名中共人員這一情報，立即前往解救。
袁殊援引“清鄉”條列，軍事歸日方，政治由中方處理，向西尾要人。該名女青年最終被轉交袁殊。後來才知道，被解救的人真名叫吳中，原任中共蘇州縣委宣傳部長。日軍嚴刑逼她交出地下黨員名單和新四軍留守江南人員情況，她誓死不從。袁殊按日汪之間達成的凡屬中國人，均交由中國地方政府處理協議原則，向常熟日本駐軍要回了吳中，並給她安排了一個臨時工作，使吳中能夠安然與中共組織接上關係，繼續在地下為中共工作。
與此同時，奉蔣介石之命打入汪偽之“清鄉”保安處長唐生明，略知袁殊與軍統有關，就把在常熟滸浦俘獲的五、六名新四軍成員，交給袁殊。袁殊命葉德銘招待這些人，隨後他們都可自由活動，這些人大多到達蘇北新四軍控製區。除了吳中，另一女俘史征也沒去蘇北，被安排在袁殊任校長的江蘇省教育學院主理財務。及後，袁殊轉任“清鄉鎮江公署”專員，繼續運用權位，營救新四軍被俘人員。
1941年12月7日，日本空軍突然襲擊美國珍珠港，使美軍的太平洋艦隊遭到重創。8日，美、英對日宣戰，太平洋戰爭爆發。同一天，袁殊自寧返滬，向潘漢年報告，汪偽陳璧君、陳君慧、林柏生等一行人，已飛抵香港，企圖誘騙滯港名人與南京合作。眼看日軍要占領香港，為撤走中共在港情報人員，潘漢年讓袁殊聯絡岩井，為此提供方便。袁殊按照潘漢年指示致電岩井，向岩井表示，有一名宋子文的朋友“胡越明”，要求晤見。經岩井同意後，袁殊隨潘漢年直抵使館與之麵談。
由於潘漢年與在港人員聯係已斷，袁殊立即派葉德銘赴港。考慮到葉德銘雖留學日本但日語一般，在袁殊要求下，岩井派袁殊的好友德田太郎與葉德銘一道南下，與日本駐港領事聯絡，最終完成中共交給的任務。潘漢年在港部下如陳曼雲、張唯一、華蒂等，乘坐日本軍用飛機直達上海。該批人員在滬生活問題，亦由袁殊解決。
袁殊任偽職的鎮江，本為連接蘇北的交通要道。駐守當地的日寇為一個步兵聯隊，一個騎兵聯隊，屬下村定師團。袁殊上任前，曾在南京拜訪該師團長下村定，下村定將鎮江五縣軍事地圖，贈與兼任汪偽鎮江地區保安司令的袁殊。袁氏把地圖翻拍成照片，交與潘漢年。袁殊上任不久，即到內河輪船碼頭巡察，並屢屢隔月撤換碼頭的“封鎖主任”。他這樣做，是要使“封鎖主任”難以熟悉環境，有利中共人員北渡。有一天，潘漢年向袁殊下達任務：將中共江蘇省領導人轉移到蘇北新四軍控製區域。袁殊接受任務後，想方設法，最終順利完成了任務。自此以後，袁殊一方麵利用職權，一方麵利用與汪日人員的關係，套取情報，使鎮江成為中共人員轉移的要道。
袁殊還從岩井那裏，為潘漢年辦理了“特別通行證”。此證上寫明：“凡駐滬軍、憲、警等人對此證持有者有所檢問，務須與日本駐滬總領事取得聯係，不得造次﹗”有了這樣一個“特別通行證”，保障了潘漢年往來行走的安全。
12月25日香港的淪陷後，原在香港從事抗日文化活動的許多進步人士和中共黨員隨時隨地都有遭到日本占領軍逮捕和迫害的危險。在此情形下，中共中央發出緊急指示，要求東江抗日遊擊隊港九大隊務必盡全力將這些愛國人士轉移出香港，而遠在江蘇的袁殊也根據潘漢年的指示參與了這一救援行動。他利用日特方麵的關係，派出專人專車公開從香港接出包括陽翰生、蔡楚生、張唯一等人在內的共產黨人、進步人士及其家屬數十人，並給以大筆錢款分別作了生活安頓。此外，他還解決了不少去抗戰後方人士的路費和安全問題。經過中共方麵營救，800多名在港民主人士，如孫夫人、何香凝、柳亞子、陳濟棠等，亦成功轉移內地。袁殊認為，因為當時香港糧食不足，日寇又輕視文人，把他們當作包袱，以致事件進行才能如此順利。
當年魯迅先生夫人許廣平與中共傑出的新聞戰士惲逸群被日寇逮捕，分別關押在上海和蘇州，袁殊獲知這一消息後便動用自己的關係最終將他們保釋出獄。鄒韜奮、範長江到上海就醫或工作時，袁殊也對其暗中加以保護，使其不受迫害。夏衍在桂林主持《救亡日報》時，因缺資金購置印刷器材，派經理、中共黨員翁從六前往上海求援。袁殊拿出約25萬元老法幣，交翁從六帶到香港買回其所需器材，支撐了《救亡日報》的出版。
另外值得一提的是，袁殊還在中共的授意下，主持創辦了《新中國報》與《雜誌》刊物，這是淪陷區兩家由中共掌握的“漢奸報刊”，尤其是袁殊出任社長的《新中國報》為中共在淪陷區的宣傳工作起到了非常重要的作用。1942年，作家阿英（魏如晦）進人解放區，上海汪偽報紙為誣蔑解放區，捏造了他在蘇北被殺害的謠言並大肆宣揚。為了澄清事實，《新中國報》於1943年3月31日在副刊學藝版發表題為《魏如晦尚在人間》的文章，稱“某報前曾一度揭載戲劇家魏如晦（阿英）在蘇北被殺害消息，各小報並有專文表示悼意。現聞魏君並未被害，已由蘇北轉赴內地。”此文一出，謠言不攻自破。
抗戰期間，袁殊完成的情報工作可謂數不勝數。他及時向中共中央提供了日偽內部的人事更迭；蘇南日軍的兵力部署、清鄉行動；建立通往根據地秘密交通路線；救援被俘的我方人士，這包括袁殊親自救出的魯迅夫人許廣平；掩護潘漢年、範長江、鄒韜奮等進入根據地；由於他的情報及時，使粟裕部隊迅速跳出了日偽合圍的“籬笆牆”……
1945年初，袁殊辭去了偽教育廳長等職，僅留下一個上海市參議的名分。日本戰敗前夕，袁殊提供了日軍在太平洋戰爭中節節敗退，南京、重慶相互爭鬥，日軍即將撤出貴州等情報，並著手清理“岩井公館”所屬的財產，將三大皮箱的金條、美鈔、英鎊以及大批房契、地契、銀行單據等（價值幾億元人民幣）轉交給了黨組織，顯示出了共產黨員的高風亮節。