当然，反动派也不是吃素的，要考验他，要他揭发同党。李茂堂不能供出正在为党工作的同志，只能利用已经和组织失去联系的人，他记得自己的上级王世英曾经说过，王超北与组织失去了联系，于是就供出了王超北。

当时，组织里的很多人都认为李茂堂已经叛变了，但是王世英对李茂堂深信不疑，相信他不会真的叛变，肯定是在秘密潜伏，于是就托人捎话，要李茂堂“越反动越好”，还经常给他提供一些无关紧要的情报。

就这样，李茂堂顺利通过了考验，进入国民党中统，成为中统的骨干。

1936年12月，爆发了震惊世界的“西安事变”，蒋介石被囚禁，国民党内部一时间纷纷攘攘，提出了各种营救蒋介石的方案。

这时，李茂堂提出了一个耸人听闻的方案——跳伞营救！而且，他自告奋勇，执行这个任务。

在一个黑夜，李茂堂从一架飞机上跳伞，降落到西安郊外，躲藏在一个亲戚家中，白天伺机进城，结果被东北军识破抓获。

东北军严刑审问他南京有什么行动，李茂堂绝口不说，张学良亲自审问，依然如故，张学良大怒，要枪毙他，最后得益于西安事变成功解决，李茂堂也和蒋介石同时被释放。

因为这件事，蒋介石对这个“难友”大加恩宠，视为忠诚心腹。

西安事变后，虽然达成了国共合作的局面，但蒋介石一直都在寻机进攻延安，因为李茂堂是陕西人，蒋介石就派他到胡宗南那里，担任陕西中统调查部副主任。

李茂堂到陕西后，利用中统的派系纷争，自编自导自演了一出中统“大闹剧”，挑起了“朱家骅派”和“CC派”的内斗，自己甘演“苦肉计”，最后斗败朱派，自己获得了CC派的拥戴，一跃成为中统在陕西的首脑人物。

李茂堂一到陕西，就开始与组织重新取得联系，我党指派曾经被李茂堂“出卖”的王超北去与他接头。王超北顾全大局，摒弃个人私怨，与李茂堂取得了联系，从此，胡宗南的很多阴谋诡计都被李茂堂提供给了延安。

尤其是胡宗南亲自主持的“党政军警宪特联席会议”，是当时的最机密机构，出席会议的人员都必须化名，亲自参加，不得派人代替，可见其隐秘性。李茂堂也在其中，获得了许多惊人的情报，比如1943年胡宗南受蒋介石密令准备闪电进攻延安，被李茂堂第一时间获得，并转告延安，使得延安方面得以灵活巧妙地与胡宗南斗争。

甚至，李茂堂还把中统的电台密码也一起告知了组织，侦获了无数中统的机密情报。

1945年，李茂堂想要回到延安，恢复自己的党籍，便想出一个妙计。他找到胡宗南，说自己计划以中央交通部邮电视察员的身份到延安“视察邮电工作”，实则探清延安召开七大的重要情报。胡宗南开始还怀疑他，设计考验他，李茂堂都从容应对，胡宗南最后就同意了。

李茂堂终于踏上了延安的土地，李克农亲自欢迎他“回家”，李茂堂深情地吟诵道：“旧路青山在，游子白首归。”

至于李茂堂恢复党籍的问题，有人说李茂堂离开太久，恐怕会很麻烦，毛主席说：“这不是什么问题，恐怕就是介绍人程序问题，你们谁愿意做他的介绍人啊？”

李克农推荐社会部一室主任罗青长和二室主任汪东兴做介绍人，毛主席大笑说：“两个主任介绍一个主任（李茂堂是中统陕西局主任），我还能不答应吗？”

为了配合李茂堂，组织还提供给他一批“假情报”，并在延安广播电台发表了一篇通讯，指责国民党邮电视察员李茂堂，在延安做了许多与身份不符的勾当，是延安不欢迎的人！

李茂堂回到西安后，把那些“假情报”一说，立刻就受到了中统上下一片恭维喝彩，盛赞“李主任”智勇双全、深入虎穴的壮举！

他们哪里知道，李茂堂其实只是回了趟“娘家”。

在解放战争中，胡宗南屡次进攻延安，毛主席能够化险为夷，并屡屡与之周旋，占尽先机，跟李茂堂提供的情报是分不开的。

胡宗南败走西安后，留下了大批特务，从事破坏活动，甚至扬言要炸毁西安。但是，李茂堂早就掌握了多达6000多人的特务名单，并成功策反了陕西中统的起义，为西北地区的和平解放做出了巨大贡献。

新中国成立后，李茂堂被任命为国内贸易部副部长，但是因为当年的经历，不可避免地受到了批判，于1950年12月被捕。

1953年5月，李茂堂不幸病逝，年仅47岁。

直到1982年3月，李茂堂终于得到了平反，距离他去世，已经过去了29年。