孫鳳鳴服用鴉片進入會場，以便開槍殺蔣介石時保持鎮定。蔣介石說：“今天會場亂糟糟，我預感到要出事，就不去照相了。兆銘（汪精衛），希望你也不要去。”“打倒賣國賊！”孫鳳鳴向汪精衛連開三槍，槍槍命中。陳璧君抓伍蔣介石不放：“蔣先生，你不讓兆銘幹，他可以不幹，你為什麼不要下此毒手！”戴笠說：“報告校長，這事又是王亞樵幹的，他本想殺你。”蔣介石罵道：“娘希匹，王九光不死，國無寧日。”
經過長期籌備的國民黨六中全會於黨內派係爭權奪利的糾紛，關於行政院長的繼任人問題，久拖不決，因此會期一拖再拖。六中全會是為第五次全國代表大會做準備的，如不召開，代表大會無法進行，蔣介石遂決定於1935年11月1日在南京路中央黨部禮堂開幕。
當時，胡漢民遠在法國，態度不鮮明。粵、桂兩廣的中委尚無來寧出席的表示，後經戴季陶、馬俊超飛往廣州解說，問題才大致解決。閻錫山、張學良則早已先後到寧，久居泰山的馮玉祥亦啟程來要出席，所以黨內大團結，蔣、馮、閻合作的空氣異常活躍，蔣介石顯得非常高興。
早晨7點鍾，大會代表照例上紫金山中山陵謁陵，9點鍾回到湖南路中央黨部舉行開幕式，由中央黨兼行政院長汪精衛致開幕詞，開幕式完畢後，中央委員們步出大禮堂，集中到中央政治會議廳門前等候攝影。
這時，生性多疑的蔣介石發現會場亂糟糟的，心裏有了一種不祥的預感。這次大會，張學良、馮玉祥、閻錫山、龍雲、陳濟堂等各路諸候雲集會場，隨身均帶有保鏢二名。蔣介石自忖這些保鏢中，不能保證沒有異動者，於是就對何應欽說：“我身體有點不舒服，照相就不要等我了。”說完由衛兵擁著進了休息室。
此時各中委已到隊等候攝影，汪精衛見蔣介石久候未出，立即到休息室找蔣介石，催促其出場。蔣介石說：“今天秩序不好，會場亂糟糟的，說不定要出事，我決定不參加照相了，希望你也不必出場。”
汪精衛為難地說：“這怎麼行，各中委已列隊等候先生，如果我再不去參加，將不能收場，我是非去不可的。”
蔣見汪態度堅決，反顯自己疑鬼疑神，又說：“我受不了鬧哄哄的場麵，情緒不好就牙痛。你看，牙根都腫了。”說著，把指頭伸入口腔摳假牙，並做痛苦狀。
汪精衛隻好做罷，說：“那蔣先生休息吧，我要去了。”說完轉身離開。
再說在中央委對麵的孫鳳鳴久等不見蔣介石出來，心中不免有些焦急，他是服過鴉片的，時間一到就會發作，到時一旦自己發作失常，必引起衛兵注意，從身上搜出槍枝來，不僅殺不了蔣介石，還要白白搭上性命。
正焦急的時候，會議第二號人物從裏麵走出來，對中委說：“蔣先生牙痛不來了，我們照吧。”
拍照需要化費很久的時間，孫鳳鳴希望奇跡出現——蔣介石從休息室出來。直至8點35分攝影完畢，眼見中委們轉身陸續走上台階，欲登樓進入會議室接著開會。此刻，孫鳳鳴已感覺到有了發作的征兆，於是臨場改變計劃——殺二號人物汪精衛。
孫鳳鳴從照相機旁半圓形的記者群中擠過，掏出大衣口袋裏的六響左輪手槍，高呼“打倒賣國賊”，毫不猶豫地向站在第一排正中，正在轉身的汪精衛連擊三槍，槍槍命中，一槍射進眼外角下左顴骨，一槍從後貫通左臂，一槍從後背射進第六、七胸脊椎骨附近部位，汪精衛應聲倒地。
現場秩序頓時大亂，坐在椅子上的張人傑滾到地上，孔祥熙顧不上新馬褂被扯破，慌忙鑽到旁邊的汽車底下。
慌亂中，第一個起而和孫鳳鳴進行搏鬥的，是站在汪精衛身旁的文官張繼，張繼急忙奔到孫鳳鳴背後將他攔腰抱住，孫鳳鳴掙紮著又射出二發子彈。緊接著站在第一排的張學良奔上來向孫鳳鳴襠部猛踢一腳，托起他的手臂，孫鳳鳴的手腕一鬆，手槍落地，這時汪精衛的衛士又照著孫鳳鳴的胸肺連開兩槍，孫中彈倒地。
蔣介石聽到槍聲後下樓，走到斜躺在地上的汪精衛身旁，屈一條腿握住汪精衛的手，作難過狀：“怎、怎麼會這樣……”
汪精衛一麵喘著氣，一麵對蔣介石說：“蔣先生，你今天大概明白了罷，我死之後，你要單獨完全負責了。”
蔣介石此時有口難辯，一會兒，汪精衛的妻子陳璧君也跑了過來，扯住蔣介石呼天搶地哭道：“蔣先生，你不叫兆銘幹就講明好了，何必下此毒手？”
蔣介石脫不了身，在中委們身上左顧右盼，希望有人解圍，一邊說：“這、這到底是怎麼回事嘛。”
陳璧君潑性上來，抓住不放，哭著說：“你不要演戲了，分明是你派來的殺手，還想抵賴，要不為什麼照相偏偏你一個人不在場？”
此時，蔣介石即使渾身生口也講不清，幸好何應欽、陳立夫等人從旁勸解：“陳委員，請冷靜點，這件事一定要查個水落石出的。蔣委員長絕對不會幹出這種事來。”邊說邊把陳璧君和蔣介石分開。
汪精衛被刺的消息傳開，全國轟動，由於曆來蔣、汪交惡，為爭當第一把手進行死鬥，汪被刺時蔣介石不在現場，因而更引起人們的懷疑。兔死狐悲，蔣介石的政敵們群起而攻之，廣西的李宗仁、白崇禧連連來電責問。
蔣介石對此案亦滿腹狐疑，不知是哪路人物幹的，特地把汪派人物陳公博等人請到中央軍官學校，向他們表白：“這件事不是我幹的。我一定查個水落石出，你們等著看結果好了。你們也可以參加調查。”
蔣介石急召戴笠到中央軍校，戴笠早已聞知此事，知道蔣介石找他的目的，一進門就畢恭畢敬垂手而立。蔣介石一臉怒氣，劈頭喝問：“知道為什麼找你嗎？”
戴笠估計又有一頓好打，打一個立正說：“報告校長，學生知道。我失職，我罪該萬死，請求校長處分！”
“我不要聽，”蔣介石並沒有打人的架勢，“人家殺人殺到中央黨部來了，你還一點不知道，娘希匹，每月花百萬元經費養了一群廢物！你給我好好聽著，3天時間抓不到主犯，把你的頭提來見我！滾！”
戴笠打一個寒顫，蔣介石沒有打人了，這更危險，說明三天之後若破不了案，絕對會要他性命。
戴笠知道蔣介石動真格了，不敢怠慢，立即全力以赴著手調查。
事發當天，中央黨部立即戒嚴，由警察廳長陳焯、憲兵司令穀正倫親臨現場負責檢查，直至下午一時始結束。當即逮捕嫌疑人數人。同時全南京市宣布戒嚴，水、陸、空交通立即停止運作，接受檢查。大隊的軍、警、憲趕往水陸碼頭、飛機場，暗中觀察，發現神色緊張、急於趕路的人，不博、彭學沛、穀正綱、張道藩、梁寒操等人主持審訊，並叫來彭革陳等人前來辯認，看有沒有晨光社的記者賀坡光。彭革陳見男女老少幾大屋，有的哭，有的鬧，喊冤聲不絕於耳，根本就沒有晨光社的人，更不見賀坡光。
陳公博仍不死心，又通知彭革陳陪審，逐個反複盤查。其中有一個金陵大學的華僑學生，因弟弟在上海生病住院，所以臨時趕買飛機票，離寧赴滬甚急，特務便將其抓住，審訊中，他氣憤不已，大罵黑暗，其他被抓者也多因急事引起懷疑，有看女兒的老人，有急於跟久別情人相見者，也有生意要急著處理的商人，總之都與此案無關。
出事的這天戴笠不在現場，他率手下陪同蔣介石和中委們謁陵之後，因聽說王亞樵已回了上海，即趕去查詢詳情。大會的警衛工作主要由憲兵司令穀正倫和南京警察廳長陳焯負完全責任。戴笠是出事後才被蔣介石召回來的。當時，他就明白係何人所為，關鍵是如何獲得證據。
戴笠從入場證中得知孫鳳鳴是“晨光”通訊社的記者，立即派人去陸家巷23號搜查，但通訊社已人去樓空，隻在辦公桌上留下一封信，封麵書“留給來人們”，信箋內容是：“本社之事與郭誌謀、吳璜、周希齡三君毫無關係，特此聲明。”
郭、吳、周是出麵幫孫鳳鳴搞到“入場證”的人。
戴笠去到醫院，穀正倫、陳焯等人正守在孫鳳鳴病床前，等著他清醒後審訊。孫鳳鳴被汪精衛的衛士擊中要害，流血過多，已瀕臨死亡。為了從孫的口中得到刺殺行動的線索，醫生正在往他身上注射強心針，一小時最少十次。