袁正华在进入韩国后又伪装成“脱北者”，并于2001年11月向韩国国家情报院自首。在这一身份的“掩护”下，袁正华往返于中国、韩国、朝鲜和日本，开展间谍活动。
2002年10月—2006年12月，袁正华先后14次向朝鲜保卫部报告韩国国内情况并进一步接受指令。2003年，袁正华掌握了韩国对朝情报人员的活动细节，还收买了同韩国情报机关有联系的企业家。2004年，袁正华还接到暗杀对朝情报人员李某和金某等的指令，并以毒药和毒针进行事前准备工作。
韩联社称，2006年，袁正华与“脱北者”团体的干部和军队情报人员接触，搞到了前朝鲜劳动党书记黄长烨等人的居所。黄长烨原是朝鲜劳动党书记和金日成综合大学校长，1997年在北京进入韩国领事馆要求政治庇护，后来逃亡到韩国。在此过程中，袁正华通过婚介公司接近管理军事机密和“脱北者”信息的陆军大尉黄某等三四名政训军官。韩联社报道称，袁正华以美色进行引诱，同黄某同居，从中获取军事机密。黄某于2007年9月得知袁正华是间谍后，非但没有举报，还帮她隐瞒事实，帮助袁正华销毁了向朝鲜保卫部报告的传真文件。2008年5月，黄某向袁正华提供了“脱北者”出身的军队安保讲师名单。
韩国联合调查本部27日表示，根据《国家保安法》于2008年7月15日拘捕了袁正华。联合调查本部还逮捕并拘禁了指使袁正华从事间谍工作和转送情报至朝鲜的间谍金某(63岁)。据报道，金某是袁正华的养父，他与朝鲜保卫部间谍进行紧密接触，并向袁正华提供间谍活动所需的资金，同时操纵袁正华的间谍工作。
朝鲜女间谍袁正华2008年10月在首尔被判入狱5年。(红潮网）