一九一三年三月二十一日，袁世凯得知宋教仁遇刺的消息后，当即发来慰问电报： “上海宋钝初先生鉴：阅路透电，惊闻执事为暴徒所伤，正深骇绝。顷接哿电，方得其详。民国建设，人才至难，执事学识冠时，为世推重，凡稍有知识者，无不加以爱护，岂意众目昭彰之地，竟有凶人，敢行暗杀，人心险恶，法纪何存？惟祈天相吉人，调治平复，幸勿作衰败之语，徒长悲观。除电饬江苏都督、民政长、上海交涉使、县知事、沪宁铁路总办，重悬赏格，限期缉获凶犯外，合先慰问……”
同时在发给江苏都督程德全、民政长应德闳、上海通商交涉使陈贻范、上海县知事吴馨、沪宁铁路总办钟文耀的电报中明确要求：“立悬重赏，限期破获，按法重惩。一面由该交涉使、县知事亲莅医院慰问宋君，切劝静心调治，以期速愈。”
国民党籍的国.务.总.理赵秉钧，也于当天致电北京《民立报》代转宋教仁：“闻公遇险，无任惊骇。默相吉人，幸加珍重。”
击中宋教仁的子弹从他的右肋穿到腹下部，伤及小腹及大肠。医生割开伤口，从他的身体内取出子弹。子弹尖小，推测为新式勃朗宁手枪。
由于宋教仁不停叫痛，医生给他注射止痛药，依然没有效果。而因不见好转，医生们不得不给宋教仁做二次手术。除了缝补大肠的穿孔外，发现他的肾脏也受到伤害，大小便失禁，流血不止。
三月二十二日凌晨，宋教仁不治身亡。
得知宋教仁不幸去世的消息，袁世凯立即复电陈贻范说：“……责成江苏都督、民政长迅缉真凶，穷追主名，务得确情，按法严办，以维国纪而慰英魂。”
谁也没想到这样大的案子，却破得格外容易，悬赏告示登出后不久，就有人报案。
关于报案，从资料上看有几个版本。
其中之一是两个潦倒不堪的学生。说他们是四川来投考学校的，住在六野旅馆。
据这二人说：他们的隔壁房住着一个衣衫不整，面目凶恶之人。名叫武士英。每天早出晚归。昨天午前突然有三四人来找武，武很高兴。
来人走后，武士英来找他们借坐车的钱。他们给其一角，说不够就又加二角。
晚上八点回来时，已换上一身新衣。到他们的房间掏出一把钱，有几十元，拿出一元还他们。他们要找零武坚决不允，说自己有钱了，有人让其办件大事，事成之后还要给一千元。
今天在报纸上见到宋先生刺害，联想到此人。问旅馆管事的，说此人昨一早出去后，至今未归。觉得可疑，便来报告。
接待的周南陔立刻报告陈其美，陈其美指示尽快找到武士英。结果找了一天没见踪影，只是在他住处发现了一张应桂馨的名片，从而引出了宋教仁遇刺案的另一个重要人物。
还有一个版本，古董商人王阿法成了报案人。
王阿法声称，他认识上海滩大名鼎鼎的黑帮人物应桂馨。
有一天，他到应宅交易，中途应桂馨拿出一张相片，要他认仔细了。说与此人有仇，希望王阿法做掉他，酬金可以给一千元。
王阿法说自己从没有做过犯法勾当，所以当时便拒绝了应桂馨的要求。现在在报纸上看到宋教仁的相片，认出就是应桂馨给他看过的人。
从没做过犯法勾当之人，怎么会有人找他买凶杀人？找他的人不是普通百姓，而是黑帮人物，这不能不令人生疑。或许报案人王阿法是为了自保，或许这里还有其它隐情。
无论是在疑似凶手那里发现其名片，还是有人指证他买凶杀人，疑点都指向了应桂馨。巡警马上到应桂馨抓人。应桂馨不在家，但在他的家里却有意外收获。
一是抓获了一名不明身份的男子，这名男子正是杀人嫌疑人武士英，很快被当时在凶杀现场的人认出就是凶手。
其次在应宅发现大量秘密电报，竟是由当时担任袁世凯临时政.府的总.理赵秉钧及内务部秘书洪述祖发来。
还有就是黄兴也与应桂馨有大量电报往来。
洪述祖的电报内容，主要是以如何对付宋教仁为主，里面有“毁宋”的文字。提到在日本找到了宋教仁、孙.中.山、黄兴三人的劣迹。而与黄兴的电文，则是帮黄兴打理钱财。
由于武士英、应桂馨在租界被捕，所以两人被暂时关押在租界牢房。
于是宋教仁遇刺案怀疑的对象从内务部秘书洪述祖，进一步被引到赵秉钧和袁世凯身上。
四月四日下午公审公堂开庭预审时，先由代表公共租界巡捕房出庭的刑事检查员侃克律师，介绍此前在法租界的会审公廨初步审讯武士英的情况：武士英已承认一九一三年二月来到上海，认识陈玉生后，于三月十九日在陈玉生带领下到应桂馨家里。
三月二十日，他与陈玉生再次来到应家看了宋教仁的照片，然后带着手枪前往火车站。刺杀成功后，他乘坐人力车逃到应家与陈玉生见面，并得到应桂馨夸奖。
曾经在云南当过营管带（营长）的山西籍军人武士英，刺杀宋教仁前，已经落魄到连房租都交不起，出门找工作都得向他人借车费和饭钱的地步。于是有过从军经历的武士英在一千块现大洋的诱惑下，干起了杀人的勾当。
但是令武士英没有想到的是，其杀死的人是大名鼎鼎的国民党青年领袖宋教仁，而杀人以后的报酬，其还来不及挥霍就被巡捕房给抓获了。
根据武士英被捕以后的供述，案情已经很明了，他是通过黑道人物介绍，接了个杀人的差事，报酬为一千现大洋。这个姓陈叫陈玉生的黑道人物将他介绍进了共进会（以青红帮流氓为主要成员的黑社会组织），雇佣他杀人的老板是共进会头目应桂馨。
经过一个多月的审讯后，法租界将武士英引渡给了中国政.府，并将其转移关押到警备森严的上海模范监狱。
可惜，武士英在法祖界关押期间，因受了风寒染病。加之知道自己没有生路后，心理压力太大，加重了病情，于一九一三年四月二十四日病死于监狱内。
为了弄清楚武士英之死，政.府部门聘请了多位医生对武士英的尸体进行了解剖检验。证明其死于疾病，而非袁世凯方面宣称的被陈其美灭口。
应桂馨的代理律师沃沛辩护道，行凶之人说是某人主使，而没有第三人可以证明，这样的证据是不能够成立的。沃沛虽然没有点出第三人的名字，他所说的第三人显然是指已经于三月二十七日被抓获归案的陈玉生。
令人奇怪的是，已经被抓获归案的陈玉生，一次也没有出现在连续七次的法庭预审当中，而且从此再也没有音讯。
四月十一日下午，公审公堂第六次开庭预审，应桂馨当庭说，三月一日或二日，武士英带着吴乃文的推荐信到他家里求职。他送走武士英后，当即吩咐手下人，以后武士英再来就不要通报接见了，拒不承认买凶杀人的罪行。
案发之后，武士英留在应桂馨家里的吴乃文推荐信被搜查出，保存在巡捕房里。
在宋教仁案的涉案帮凶中，吴乃文是最为关键也最为神秘的一个人。吴乃文既是武士英与应桂馨认识的介绍人，也是在现场指挥武士英刺杀宋教仁的犯罪嫌疑人之一。而在一九一一年十一月九日上海《申报》刊登的《沪军都督府各部职员表》中，谍报科科长应桂馨手下的三名一等科员中，恰好也有吴乃文的名字。
无独有偶，曾经委托王阿发到应桂馨家里登门卖画的拓鲁生，又恰好是为宋教仁送行的国民党要员。
宋教仁案经过会审公廨连续七次的依法预审，遗留下来的最大疑点和盲点，就在于原、被告双方配合默契地避免了武士英与应桂馨的当庭对质。这是一桩并不复杂的暗杀凶案，只要把已经抓捕归案的武士英、应桂馨、陈玉生，以及参与或见证暗杀活动的吴乃文、拓鲁生、王阿发等人拉到一起当庭对质，便可以真相大白。
包括在凶杀现场无一巡警，这一系列的事情，开始让人们怀疑，所有这一切与其说是偶然与巧合，不如说是前沪军都督陈其美及其参谋长黄郛等国民党人士里应外合的精心安排。
宋教仁遇刺后举国震惊，刚刚成立的国民党内部陷入了一片混乱和愤怒之中。国民党方面所需要的的似乎不是宋教仁案的事实真相，而是通过真假难辨的舆论宣传，来针对袁世凯、赵秉钧及中央政.府实施道德上的妖魔化。
在案子还在审理之中时，上海的报纸上就连篇累牍报纸上公布了，应桂馨和内务部秘书洪述祖、赵秉钧往来电报。