次日，“革命家宋教仁遇刺”的消息，赫然出現在各報第一版上。全國震動，民心激憤，學生、軍警、工商各界人士幾百人，湧向滬寧鐵路醫院，送去鮮花和禮品，表示自己對這位民主政治家的愛戴和敬仰之情，並暗暗地為他祈禱，希望能戰勝傷痛，恢複健康。
然而宋教仁因傷中要害，已危在旦夕。彌留之際，仍念念不忘國事，希望袁世凱捐棄成見，開誠布公，尊重民權，並向黃興口授了給袁世凱的電報：
“北京袁大總統鑒：仁午夜乘滬寧車赴京，敬謁鈞啟。十時四十五分，車站被奸人自背後施槍。彈由腰上部入腹下部，勢必致死。竊思仁自受教以來，即柬身自愛，雖寡過之未獲，從未結怨於私人。清政不良，起任改革，亦重人道，守公理，不敢有一毫權力之見存；今國基未固，民福不增，遽而撒手，死有餘恨。伏冀大總統，開誠心，布公道，竭力保障民權，俾國會得確定不拔之憲法。則雖死之日，猶生之年。臨死哀言，尚祈鑒納。”
22日淩晨，宋教仁病情急劇惡化，手腳冰冷，心跳微弱，呼吸急促。黃興、陳其美、於右任、居正等十幾個人圍在他的床邊。欲哭無淚，欲言無聲，含悲相對，一室肅然。
4時48分，年僅32歲的傑出的資產階級民主革命家宋教仁氣絕而逝，他死不瞑目，雙拳緊握著不肯放開。
直到黃興把他的眼皮輕輕合上，大家才放聲痛哭起來。
噩耗傳出，舉國悲悼。入殮時，吊唁者不絕於途。伍廷芳、趙風昌，以及日本社會黨領袖北輝次郎、宮崎滔天等均來參加入殮。
葉惠鈞當時發表演講說：“現在，帝政推翻，民國成立，就應當令全國的人，齊心協力，謀政治的改良，期和平的實現。而卑鄙的暗殺，是絕不容許再發生於今天。但沒想到有一些隻知私利，不顧大局的人，竟使出這種狠毒陰險的手段，殺害象宋先生這樣熱愛國家、倡導共和的政治家，真是喪心病狂極了！這樣的人，又怎能讓他逍遙法外，不繩於法？”
23日午夜，宋教仁先生的靈柩移往湖南會館。天下著蒙蒙的小雨，軍樂團奏著悲壯的哀樂，旗幟先導，靈位繼後。幾千執紼送殯的人臂纏黑紗，胸佩白花，默默步行相送。一路上又有許多青年學生、軍人、巡警加入了送殯的行列，沿途觀看者達萬人。從人們那歎息、哀悼、悲憤之情，可以看出宋教仁在人們心目中的崇高威望。
四、民憤鼎沸，袁世凱矯情偽飾
宋先生辭世的當天，上海各大報紛紛在顯要位置登出大字號消息，一時人心鼎沸“查拿凶手，嚴懲國賊”的要求，以書信、電報、電話等各種形式，紛紛飛向了北京。
麵對全國上下如此嚴峻的形勢，袁世凱卻偽裝得很好。
21日晚，袁得知宋先生被刺住院後，佯裝驚詫，立即電令江蘇都督程德全、民政長應德閎等人去醫院慰問，懸重賞捉拿凶犯，並限期破案，依法嚴懲凶手。程德全等立即奉令懸賞一萬元，通令軍警機構，增加暗探，限期破案。
22日下午，袁得到報告，說宋已逝世。袁聽“愕然”說：“有此事乎？”看過電報後，又假惺惺地說“確矣！這是怎麼好？國民黨失去宋循初，少了一個大主腦，以後越難說話。”接著，他又發布一道命令，實為賊喊捉賊之舉“……民國新建，人才至難，該凶犯膽敢於眾目昭彰之地狙擊勳良，該管巡警並未當場緝拿，致被逃逸……責成江蘇都督、民政長迅緝凶犯，窮究主名，務得確情，按法嚴辦，以維國紀，而慰英魂。”
譚人鳳曾去見袁，想探一下袁的口氣，二人聊天時，譚說：“外間物議謂與政府有關，不速緝獲凶犯，無以塞悠悠之口。”袁立即分辯說“已懸重賞緝拿矣，政府安有此事！”譚又去見趙秉鈞，趙則不慌不忙地說“外間議論，我不與辯，久後自當水落石出也。請先生靜待，勿惑浮言。”
袁、趙二人為何敢做如此把戲？因為他們覺得，他們幹得很詭密，不會露任何馬腳的。但事與願違，該案很快就真相大白了。
五、凶犯落網，幕後主謀大白天下
3月21日下午2時，上每地方檢察廳派檢察官危道濟、錄事陶中牧、法醫王長春3人到滬寧車站，由車站袁站長等陪同到案發地點查勘現場，並對案發時在場人員進行訪問。
調查後，查勘人員歸納有幾點看法：
凶手行刺時，距離被刺者幾步之遠，凶手必為陌生麵孔，不怕被人認識；
凶手係素不相識之人，施行這種殘忍暗殺手段，行刺者與被刺者絕非出於私人仇恨；
刺客開第一槍即擊中目標，隨即匍伏地止，向左、右連放兩槍，以恐嚇追捕者，觀其行為，乃為有經驗的行刺者；
行刺時，刺客態度從容，估計周圍經過部署，附近必有同黨掩護；
刺客行刺後，帶著手槍逃跑，不怕罪證在身，附近必有接應的人或可以依托隱藏的地方。
根據這些情況，檢察官和查勘人員推定刺客是被人收買而行刺的。
3月23日，上海地方檢察廳檢察官王言綸與法醫王長春前往滬寧鐵路醫院，訪問了有關醫生，由外籍醫生克爾品寫出驗傷證書，證明宋教仁原來身體健康，別無他病，確係因被槍擊，傷及小腹與大腸而死。
宋教仁被刺後，報上刊登了新聞及宋氏照片，人心甚為悲憤，各界均密切注意緝拿凶犯的事。
3月23日，有一個賣古董字畫的商人，名叫王阿法，到英租界捕房向卜總巡報稱：一周以前，因賣字畫曾去小西門外江蘇巡查長應夔丞家，應問我生意如何，我告之生意清淡。應即拿出一張照片，要我謀殺照片上的人，願出酬金1000元。我不願幹此昧良心的事，未曾應允。宋教仁被刺後，我見各報刊登的宋的照片，與應給我看的照片上的人相同，特來報告。
又有住在寶善街六野旅館的一位旅客到租界捕房反映：有一旅客名叫武士英者，身材短小，麵容凶狠，以售花瓶為名，亦住此旅館。該人經濟拮據，時常外出向人請求接濟和資助。20日午前，有馮某數人來到旅館與武士英竊竊耳語。馮某數人走後，武士英向我商借車資。我拿出小洋1角，武講不夠，並稱要去西門，路甚遠。我遂借給武小洋3角。晚8時許，武回旅館，身上換穿了嶄新的西裝，手中拿著鈔票一疊約幾十元。武隨即取出1元鈔票還給我，我說不需這麼多，準備找回7角，武講不必，現已有錢，事成尚有千元。當時我懷疑武某有精神病。21日宋先生被刺消息傳出，我遂注意武某，20日夜，武某未回旅館住宿；21日早晨7時，武來旅館結清賬目，悄悄離去。因其行止可疑，故來報告。
英租界捕房卜總巡率領多名巡捕，於23日晚迅速行動。先派員去應夔丞的相好妓女胡翡雲家詢問，胡家人稱應夔丞未去她家，現在迎春坊三弄李桂玉家吃酒。卜總巡乃帶領眾人於晚12時許抵達湖北路迎春坊三弄，先將該弄各口派人把守，以防逃竄。繼則派隨同來的國民黨特派員上樓，問應夔丞君在否，有人與你談話。應夔丞隨某君下樓，走到門口，巡捕將他扭獲。
應夔丞是何人？原來他在上海尚有點名聲。他字貴興，後改桂馨，係浙江寧波人。其父應文生經營土地買賣，賺了大錢，在新北門外文元坊蓋了大片房屋。應夔丞早年給上海縣黃知縣做幹兒子，倚仗權勢，狂嫖濫賭，為所欲為，在當地幹過不少壞事。革命初期，應忽投身革命隊伍，混得滬軍政府諜報科長一職。南京臨時政府成立，應隨護衛軍隊從滬來寧，曾代理總統府庶務長職務，因不守紀律，擅自作威作福，不久即被解職。應夔丞回到上海家中，無所事事，乃糾集幫會人員組織共進會，自稱“大”字輩，墊付了一些錢財，充任會長。後通過關係，經江蘇都督程德全委任為江蘇駐滬巡查長。應夔丞本性難移，繼續幹一些不安份的勾當。
這晚，應夔丞被西探總目等人拿獲，帶到租界捕房內，關押了一夜。
3月24日天明，卜總巡押著應夔丞，會同法祖界捕房藍總巡，率領探捕共同到新北門外文元坊應的住所搜查。應的門首懸著金漆招牌，長而大的牌上書“江蘇巡查長公署”，另外一牌則書“中華民國共進會機關部”字樣。卜總巡到了門前，即分派巡捕多人，各處把守，入室一一搜查，找出公文信件甚多，一時來不及仔細審閱，統搬入箱內，由法總巡親手加封，移解捕房。
同時對應宅全部居住的人查驗身份，將其家中男、婦及來客共26名，逐個訊問。後索性將所有男人17名都帶到法捕房；所有女眷，無論主客，均軟禁於樓上小房間中，由法巡捕看守。
上海新北門外，係法國租界，一切案件應歸法巡捕房處理，所以英總巡搜查應家，必會同法總巡共同進行。
應宅男客至法捕房後，總巡分別訊問，見一個穿新西服、說山西話的矮個子，有些不倫不類，極為可疑。乃派人至滬寧車站，將曾見凶手麵目的車站服務人員和住六野旅館曾揭發武士英的旅客，覓來捕房，兩人均稱，如見到該人麵目，尚能辨識。遂將所拘人犯，命兩人逐一細認。當看到身穿新衣的矮個子時，兩人驚喜交集，對總巡說：“就是他！就是他！”嚇得那人麵如土色，急忙把頭垂下，口中喃喃自言：“姓武名士英，山西龍門縣人，曾在雲南任七十四標二營管帶，因與應夔丞認識，來其家中探望，並沒有暗殺等情。”法總巡哪裏肯聽其胡言，將武拘住，並繼續審訊。武士英隨即供認於兩月前來上海，住金台六野旅館，經人介紹與應夔丞相識，應允給武1000元，拿出宋的照片，使之行刺，並先付給武30元。武貪財而效命，亦不知宋為何人。那天武槍擊宋教仁後，當即坐人力車逃到應夔丞家。應聞知後非常高興，即於23日晚間，邀他到迎春坊李桂玉家吃酒，同座客人均招妓女侍宴。未久，妓女胡翡雲亦應召到來。胡女剛入席，即有巡捕將應夔丞拘去。胡女與應素有感情，自願去應的家中報信，武士英見狀，亦願同去。兩人入了應宅，即為捕房巡捕所阻，不準出門。3月24日天明，英、法兩總巡來到，胡女被驅到樓上軟禁，武犯即被擒獲。
3月25日下午2時，法捕房藍總巡率領人員至新北門外文元坊北弄2號應的住宅進行第二次搜查。這次搜查房屋兩間，得公文憑據甚多，並搜得貼有封條的皮箱一隻及五響手槍一把。該槍內尚存子彈兩粒，未曾放出。捕房拿案發日從車站拾到的兩枚彈殼，與槍內所存子彈相驗，均為同式，乃為極重要的證據。武士英出售的花瓶，亦在應宅發現。
3月26日下午2時30分，英捕房卜總巡命西探頭目安某會同法捕房藍總巡等，至應夔丞家第三次搜查證物。這次搜查極為仔細，又搜獲手槍一支及子彈10餘粒，暨共進會簿據數本，皆有入會人名，並記載該會秘密事項。
經江蘇都督程德全、民政長應德閎和通商交涉使陳貽範會同蓋印，各報陸續刊載了從應家搜出的與宋案有關的信函和電報。這些信函和電報，充分說明袁世凱“趙秉鈞是該案的幕後策劃者。
1913年1月14日趙秉鈞致應夔丞函中說：“密碼送請收，以後有電請直寄國務院趙可也。”2月1日洪述祖致應犯函中說：“大題目總以做一篇激烈文章方有價值也。”所謂“激烈文章”，即指用非常手段處置宋教仁。2日應犯致程經世轉趙秉鈞電中說：“應密。孫、黃、黎、宋運動極烈，黎外均獲華僑資助，民黨均主舉宋任總理……”4日，洪述祖致應犯函中說：“冬電（指2日電）到趙（指趙秉鈞）處，即交兄（洪述祖自稱）手裏呈總統閱後，色頗喜。說弟頗有本事，即有把握，即望進行雲雲。”3月11日洪述祖致應犯函中說：“來函已麵呈總統、總理閱過，以後勿通電國務院，因智老（指趙秉鈞，其號智庵）已將應密電本交來，恐程君（指程經世）不機密，純令歸兄一手經理，請款要在物件到後，為數不過三十萬。”通過這裏新引的該函第一句話便可知，應犯是按照袁世凱、趙秉鈞的旨意殺人的。信中的“物件”即指殘害宋教仁的生命。14日應犯致洪述祖電“梁山匪魁頃又四出擾亂，危害實甚，已發緊急命令，設法剿捕之，轉呈候示。”梁山頭領是宋江，此電故借之宋喻指宋教仁之宋，“梁山匪魁”。18日洪述祖複電應犯：“寒電（指14日的電文）應即照辦。”19日洪述祖又電令應“事速行”。21日應犯致洪述祖電“魁匪已滅，我軍一無傷亡，堪慰。望轉呈報。“轉呈報”，就是讓洪述祖到袁世凱、趙秉鈞那裏“報喜”。又查有趙秉鈞給洪述祖的幾封信，是洪述祖將原信件寄交給應犯的，其中一封信說“應君領紙，不甚接頭仍請一手經理，與總統說定方行。”以上電函，鐵證如山，充分說明殺宋的主謀不是別人，正是堂堂“大總統”袁世凱和國務總理趙秉鈞！
六、惡有惡報，眾凶頑無一善終
參與刺殺宋先生的諸凶，包括武士英、應夔丞、洪述祖、趙秉鈞，及知道該案內情的特務郝占一，沒有一個落得好下場的。
第一，武士英暴死。
武士英被捕後，很快被轉押到六十一團營倉。該團陳熙甫團長是一位責任心很強的人，為了防備犯人自殺或別人殺之滅口，真是費了一番心機。每遇官兵調班，他都要親自諭令看守者，不準與犯人交談。如果犯人搭話，隻許犯人說，不準看守者作任何答複，但犯人所說何話，須全麵報告，並命令值班官兵必須站在外距鐵柵大約二米左右，以防士兵傳遞物件。兵士之處，又派軍官數名監視近線值勤的官兵，陳團長本人也經常往來各營倉稽查。六十一團的防備，應該說是很嚴密的了。
可是，不知何因，武士英卻於4月24日突然死於該營倉，當時，不少人懷疑武係被他人毒殺。於是，決定對其屍進行檢驗。如服毒而斃，在死前一般要上吐或下瀉，或者有劇烈難忍之狀。但該犯卻沒有上述情況，隻是臨死時咳嗽很劇烈。旋將武的頭顱、胸、腹切開，取出腦漿、咽喉上節、心、肺、氣管、胃、腸、腎及膀胱內的剩餘尿液共九種，進行物理檢查和化學檢驗。經幾番檢驗，並未確定其死因。隻是在其腸中發現有紙屑一角，似火柴盒上所用磷紙（武犯被關在海運局時，曾在其身邊發現過香煙、火柴和磷片。後轉押到六十一團營倉），但其死因絕非是吃磷片。如因吃磷片死，身上必會發出一種硫氣，然卻未聞到這種硫氣。
這位流浪軍痞，在為一千元錢殺了人後，就這樣稀裏糊塗地下了地獄。有不少人懷疑此舉是袁世凱為緘口而為，但終未找到有力的證據。
第二，為滅口應丞夔喪命。
應夔丞是個大煙鬼，煙癮大得驚人。為此，在監牢中他差點喪了命，進了監牢後，自然不能給他大煙去吸了，醫師便給他中法藥房的天然戒煙丸，每次給四粒，劑量已是很大了，仍不能抵癮，下瀉仍很厲害，後加至八粒，才止住下瀉。
應犯在被轉押至六十一團的營倉時，團長陳熙甫命士兵對應犯進行了檢查，從其身上搜出絲綢手絹一塊，似是擦鼻涕用，遂歸還了他。過幾天後，看守人員發現應犯所用的手絹仍很清潔，沒有一絲汙點，遂起疑心，將該手絹取來，進行檢查，未發現什麼，後又交給團長反複檢查，亦未發現可疑之點，於是，便趕到營倉直接問應犯：這塊手絹，你已用過許多天，為何仍如此清潔？手絹上究竟有何文章？！應犯隻得如實招供說，該手絹曾浸泡過嗎啡汁水，因本人煙癮太大，非此不可。在煙癮發作時，隻吃戒煙藥，杯水車薪，實難見效。應犯要求手絹發還給他。陳團長得知該手絹含有嗎啡汁水，自然是拒絕給他。並請西醫加大藥量，增加滋補藥，以抵應犯的煙癮。然而，這都無濟於事。自手絹被沒收後，應犯遺精不止，下體如水淋鴨。看守官兵見此狀，深知如再斷其煙，用不了幾天，他就會死掉的，遂決定臨時給些鴉片，俾得不死。
刺宋案件，成了二次革命的導火索。趁著二次革命時期上海政局動蕩之際，上海一批流氓劫獄把應犯劫了出去，後到青島躲避風聲。國民黨發動的討袁戰爭失敗後，應犯覺得出頭的日子到了，遂公開發“請平反冤獄”的通電。因當時以孫中山先生為首的資產階級革命政黨——中國國民黨領導的反“二次革命”失敗，“二次革命”被袁世凱誣蔑“叛國”行為，而宋教仁先生是“叛黨”的重要領導人之一，刺殺宋先生，自然成了“功臣”了。通電發出後，袁世凱對他不予理睬。後來，他竟然從青島公開地回到了北京，住進同和旅館，然後又給袁世凱寫信，請求實現“毀宋酬勳”的諾言（以前，趙秉鈞和洪述祖曾答應他，殺宋後可給十萬元甚至三十萬元作酬勞金）。且一張口，就要袁給“勳位”和現金五十萬元，本來，袁想給些錢，打發走了，一了百了，但應犯不知趣，死堅持那兩個條件，且缺一個都不行。當時有人勸他“老袁不是好惹的。你要動土莫動在太歲的頭上。”他卻狂妄地說“應桂馨是什麼人，他敢拿我怎樣！”
應的這些話，自然就傳到了袁世凱的耳朵裏。袁感到留著他，遲早是個禍患，不如早點除掉。
1914年1月18日晚上，有四個彪形大漢從牆頭爬進了應夔丞常住的院子裏。恰巧應犯當晚不在。這四個大漢搜查了一會，便很失望地走了。這一下，應犯可相信太歲頭上的土動不得了！
第二天，應便匆匆離開了北京，結果還是在京津鐵路上的頭等客車中被軍政執法處的偵探科長郝占一和另一名偵探王雙喜
（王滋圃）幹掉了。
第三天，郝占一被殺。
郝占一殺死應夔丞後，到處吹牛，不能守口如瓶。袁覺得留他也將成患，乃授意陸建章將郝調到陝西，將郝殺掉了。