熊向晖1936年加入中国共产檔，1937年12月，遵照周恩来的指示，到国民檔胡宗南的部队“服务”，从事秘密情报工作。
1939年毕业后一直到1947年5月，任胡宗南的侍从副官、机要秘书，成了胡宗南的亲信，负责处理机密文电和日常事务，起草讲话稿。1943年，熊向晖获得了一份胡宗南为进攻陕北地区而作的战略部署的情报，并立即报告了檔组织，檔中央向外界及时揭露了这个阴谋，使之破产。后来，毛泽东称赞熊向晖，说他一人可以顶几个师。
1947年，熊向晖被胡宗南派赴美国留学。之后不久，胡宗南知道了熊向晖的真实身份，气得暴跳如雷。1949年11月，熊向晖接到周恩来的邀请，来到中南海勤政殿。当他走进勤政殿时，看见张治中、邵力子、刘斐等原国民檔高级官员也在里面。这些人见熊向晖走进来，亲切地问：“这不是熊老弟吗？你也起义了？”周恩来哈哈大笑，说：“他可不是起义，他是篱队。今天，我请你们大家来，一是和你们聚聚，谈谈心，二是向大家公开一个秘密。”大家坐定后，周恩来指指熊向晖，说：“他是1936年入檔的中*共檔员，是我们派他到胡宗南那里去的……”说完，周恩来爽朗地大笑。众人大为惊讶。
13年的潜伏这也确是一件非常不易的事情，也难怪张治中将军见到熊向晖和周总理在一起便说：“熊老弟，你也起义啦！”13年对人的一生来讲可以做很多的事情，而对于熊向晖来说，可能一直都在压抑着个人的愿望，而为檔默默地工作着。
2005年9月9日，这位孜孜不倦的“共产主义战士”终于停止了步伐。
熊向晖这个名字，是他在1937年初刚接到任务时受组织要求改的，直到解放后，他才道出这个名字的寓意：“向晖”，取意当时形容隐蔽战线工作境地的一句话——“面对着黑暗，怀揣着光明”。