1933年5月末，他在王化一等支持下，从救国会仓库内弄出几部电台和一些药品，亲自送到辑安、临江一带抗日军手里。然后潜来哈尔滨，后到齐齐哈尔、佳木斯、延边搜集日军情报，拍摄了照片。

1933年6月，张永兴去北满途经安东，与王兴让同志在六道沟原六合造纸厂东南的大凹岛上见了面，他向王兴让了解许志岚等工人骨干接头情况，并向王兴让同志介绍了关内的斗争形势。

1933年7月下旬，他回到北平，将拍摄的照片交给党组织，并把北满的日军情况向党组织作了详细汇报。

1933年8月，受上级组织派遣他同闻汉章一起到苏联的哈巴罗夫斯克（伯力）远东地区情报部（共产国际第四情报科）学习情报工作技术。

1934年4月，他和闻汉章学习期满被派往黑龙江省城齐齐哈尔市，住在谷川洋行，秘密组成地下国际情报站，从事地下情报工作。其主要任务是搜集齐齐哈尔、海拉尔、讷河、洮南、公主岭、白城子一带日军的军事情报。

为了掩护其情报工作，把妻子、四女儿、五女儿、儿子带到齐齐哈尔，几个月后又送回北平。

1934年四五月间，张永兴通过关奎群在瑷珲县三道沟设了一个商店，作为掩护过江的交通点，以后又派蔡秀林去协助工作。兴934情报工作。组成以张新生为**，闻汉章、许志岚为委员的地下党。1934年末，家由北大街搬到东二道街仁惠胡同一号。

1935年春节前后，其妻子带全家去齐齐哈尔，住在东二道街仁惠胡同一号。

1935年5月，他派人或亲自密携情报去伯力。

1935年冬，他送走了大女儿（张晓玲）和胞弟（张克兴），同去的还有闻汉章和王海漫夫妇去苏联。几个月后张克兴在苏联学习了情报技术后回到齐齐哈尔，在情报站从事收发报工作。

1936年8月，他携二女儿（张慧贞）和许志岚去苏联伯力，为第三国际提供了大量的、准确的有关日军在北满的军事情报。因犯病，大咯血，在苏联休养了几个月。

1936年9月20日，于北黑线孙吴高立良被捕。经严刑审讯高供出“另有两名满洲人受哈府（伯力），武市（海参威）的苏方派遣，潜来逊河附近搜集日、满军情报”。于是，在三道沟将关奎群逮捕。经审讯关供出了蔡秀林正在三道沟附近一带活动。

1935年9月25日，在外三道沟蔡秀林、罗世环被捕。经审讯，蔡秀林供出张永兴、闻汉章、许志岚是齐市地下情报站负责人和他们的住址。又说他在齐市活动时，曾住在严福海的“鸿发园”的饭馆内。

1936年11月4日，张永兴潜回齐齐哈尔市。当走到仁惠胡同时，发觉了敌特的活动，遂不动声色地转移到**路地下隐蔽点。

1936年11月17日晚，为了转移电台和情报，张永兴利用敌人交接班的空隙，他冒险回到家中，当敌人发觉后，他从角门出走。其胞弟张克兴也为取走电台和情报来到仁惠胡同附近，不幸被敌特捕获。紧接着特务们进行全市大搜捕。

1936年11月18日，张永兴等五名情报站人员在**路隐蔽点被捕。

1936年11月25日，又有14名情报站人员被捕。到25日，情报站人员共有19人被捕。最后，只有闻汉章、逄贵、鲁子仲三人免遭杀害。由于**的出卖，我齐市地下情报组织遭到极为严重的破坏。

张永兴被捕后，齐市日本宪兵队在给关东宪兵司令官东条英机的报告中建议：收买张永兴等人为“秘密工作人员”，如不成，则严刑审讯后枪杀。东条英机同议了这一建议，并指示齐市宪兵队负责施行。张永兴在狱中，敌人劝降、诱降都失败了。于是，敌人转用严刑逼供，重刑之下，他毫无惧色，英勇不屈，表现了**员的高风亮节。

1937年1月5日，张永兴与胞弟张克兴等八名情报站人员被日寇枪杀于齐齐哈尔市郊外。他们是：张永兴、张克兴、陈福绪、乔两忱、关奎群、王海漫、谭继恕和蓝岳宣。

解放后，1948年嫩江**民政厅将张永兴和其胞弟张克兴的遗骨安葬在齐齐哈尔市“西满革命烈士陵园”内。

1988年7月7日，**授意黑龙江省国家安全厅和齐齐哈尔市国家**又为张永兴，张克兴两烈士在齐齐哈尔革命烈士陵园重新立碑举行了隆重的揭幕仪式。

2002年8月21日，齐齐哈尔市国家**为“情报双星——张永兴、张克兴”铜像举行了揭幕仪式。

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