事件發生後，舉世嘩然。這可說是南造雲子出道以來最大的敗筆。
連續幾次最高軍事會議的泄密使蔣介石意識到有日本間諜打入了中樞部門，因此，他密令憲兵司令穀正倫秘密調查內部，限期破案。
破案小組分析，上述幾次泄密，乃是最高軍事會議的內容，參加會議的除幾位高級軍政人員外，隻有陳布雷和黃浚擔任記錄。黃浚平時生活放蕩，與日本人素有來往，被列為重點嫌疑對象。不久，憲兵又查清“中央軍校刺蔣案”中，兩個日本特務乘坐的正是黃浚的轎車。案情逐漸清晰。為擴大戰果，穀正倫又派員策反了黃浚家的女仆蓮花，令她監視黃浚的行動。
一天，蓮花密報，黃浚的司機從外邊回來後，徑直去找黃浚，把一頂禮帽交給了他。穀正倫立即命令特工盯梢司機。第二天，特工跟著司機進了那家“國際咖啡館”，隻見司機把一頂禮帽掛在牆邊的衣帽鉤上，然後坐到一張桌子邊喝咖啡。特工注意到衣帽鉤上已經掛著一頂與司機掛上去的式樣與顏色完全相同的禮帽。
不一會兒，一位喝咖啡的日本人離座走到衣帽鉤前，伸手取下黃浚司機的禮帽戴在頭上，走出門去。此人就是日本大使館管理員小河。這一切都沒有逃脫特工的眼睛。
隔了一天，小河頭戴禮帽騎車又去咖啡館，途中突然被一個騎車者猛地撞倒在地，摔得頭破血流，禮帽也飛落一邊。幾個“好心”的過路人及時出現，有的將肇事者扭送至警察所；有的攔下一輛汽車，把小河塞進車子送往醫院搶救。其實，這些“肇事者”和“過路人”都是軍統特工裝扮的。
特工揀起禮帽檢查，發現內藏日本大使須麼彌吉郎給黃浚的指令，便換入一封事先寫好的假信，內容為須麼指示黃浚，明晚深夜11點，聚集間諜集團成員去黃浚家，由須麼親自頒發獎金。
特工飛車趕往咖啡館，見已有一頂相同顏色的禮帽掛在衣帽鉤上，就伸手換了一頂退出門外。回去一看，帽中果然有黃浚向須麼提供的情報。
穀正倫得報後火速報告蔣介石，蔣介石立即下令次日夜間行動，秘密逮捕黃浚等一夥間諜。
第二天入夜，特工人員按照既定方案，化裝成各種身份，陸續進入預定位置。深夜11點時，黃浚家中樓上手電光閃爍三次，這是蓮花發出的信號：黃浚一夥已聚集在內。
一會兒，一個裝扮成郵差的特工以送交特快郵件為名，叩開大門。眾多特工突然蜂擁而入，直撲小客廳。“都不許動！誰動就打死誰！”
審訊中，黃浚對其罪行供認不諱，最後經軍事法庭審判，以賣國罪判處黃浚父子死刑，公開處決；判處南造雲子無期徒刑；其他成員皆判有期徒刑。本來，按照國際慣例，戰時抓到敵方間諜，三天內就可處死，也許國民黨當局為牽製日方，才未判南造雲子死罪。黃浚父子被處決後，南造雲子被關押在南京老虎橋中央監獄。幾個月後，日軍進攻南京，南造雲子憑借過去的一套手腕，恩威並施，征服了看守，竟逃出了監獄。因身份已經暴露，國統區她是不敢去了，就潛往上海繼續進行間諜活動。
太平洋戰爭爆發後，南造雲子在上海日軍特務機關任特一課課長，經常進入英、法租界，抓捕過大批共產黨人和抗日誌士，還摧毀了國民黨軍統留下的十幾個聯絡點，誘捕了幾十名軍統特工人員。以丁默屯、李士群為首的汪偽特工總部，也是她一手扶植起來的。國民黨情報部門對她恨之入骨，多次策劃暗殺行動，但都因她太狡猾而未得手。
1942年4月的一個晚上，南造雲子單獨駕車外出活動，被軍統特工發現，迅即秘密跟蹤，終於在法租界霞飛路（今上海淮海中路）的百樂門咖啡廳附近，乘身穿中式旗袍的南造雲子下車走向店門之際，三名軍統特工手槍齊發，南造雲子身中三彈，當即癱倒在台階上，在被日本憲兵送往醫院途中死去，卒年33歲。這朵“帝國之花”就這樣得到了罪有應得的下場。