回国前，孙中山急电国内：“望党人合力查明此事原因，以谋昭雪。”
而袁世凯接到宋教仁遇刺被害消息后，也立即发表《声明》义愤填膺地谴责道：“岂意众目昭彰之地，竟有凶人敢行暗杀；何物狂徒，施此毒手；人心险恶，法纪何在？”并《通令》全国“重悬赏格，缉凶归案”。
黄兴和陈其美则联名致电上海闸北警局与上海公共租界的巡警总长卜罗斯，请求协助缉捕凶手。江苏都督程德全、江苏民政长应德闳也下令全省各地官吏通力缉查凶手并限期破案。而沪宁铁路局觉得宋教仁案发生在上海火车站内，有损于路局声誉；若不破案，也难以向国人交待；于是，便以五千元巨额悬赏缉凶。
一时间，整个上海城内茶余饭后街谈巷议，有关宋教仁案及悬赏缉凶便成了大家关注的唯一话题。
宋教仁遇刺时，黄兴凭着直感就怀疑此事或是袁世凯所指使；但因凶手已经逃遁，没有真凭实据只可揣测难以指控；加上袁世凯的一番表态，顿使人们陷入了一团雾水之中，更难知真相为何了。因此，只得等待缉获凶手真相大白后再。
然而，缉凶谈何容易？若是凶手隐而不显或被人灭口了，又当如何？若真如此，宋教仁案岂不要沉冤不彰，而让元凶逍遥法外？黄兴等人想到此，不由得焦虑万分了。
该是苍天不负众望，正在大家患难时，案件的侦查却出人意料地有了突破。
第二天，一位名叫王阿发的古董字画商忧心忡忡地赶到英租界巡捕房告发，言：“知道刺杀宋教仁的凶手是谁？”
原来，王阿发因以卖古董字画为生，专与上海的士绅政要打交道；其中，时任江苏驻沪巡查长应夔丞与其相识并常有来往。一周前，王阿发又因卖字画去了应夔丞家；因两人交往多年，相互甚是了解；应夔丞知道王阿发是唯利是图见钱眼开之人，遂取出一张照片对王阿发道：“若能将照片上的人‘办’了，可得千元酬金。”
王阿发知道所办何事，闻后傻眼了；他虽是爱钱如命，但毕竟是一个商人，这玩命的事岂敢干？
于是，赶紧托辞推脱。
应夔丞见其胆不敢为，倒也没有难为他；而王阿发既不知道照片上为何人？
也不明白应夔丞为何要他干这等事？
不过，王阿发知道应夔丞原是帮会中人，则以为或许又是为哪位弟兄仗义了；觉得反正不关自己事，也就缄默而不声张。
直到宋教仁案爆发，报上全是遇害者宋教仁的照片及悬赏缉凶的消息，这才引起了王阿发的注意。
面对眼前的照片，他越看越觉得眼熟，一种好奇心促使他忆起了一周前的事；最后，王阿发确认报上的遇害者宋教仁，正是应夔丞声称要办的人；看来，他没有答应，应夔丞又请别人真的将此人办了。
而此时，王阿发已从报上知晓了宋教仁为何许人？
隐约觉到此事非同可，若是自己知情不报，查将出来后自己必定也会遭受牵连脱不了干系。
胆的王阿发越想越害怕了，最后觉得还是先行告发免得自己受连累。
于是，王阿发便匆忙地赶到英租界巡捕房，将自己所知道的和盘托出。
英租界巡捕房得此消息如获至宝，立即派人在一家妓院中将应夔丞抓获，并从应夔丞的家中搜查到行凶的手枪和剩余的子弹。
应夔丞，浙江鄞县人，原为上海青帮中头目，并参与筹建了国民共进会，故而与同为上海帮会出身的陈其美、洪述祖等人都相识。辛亥革命时，应夔丞依附于同盟会，曾经担任过沪军都督府谍报科科长；南京临时政府成立后，又担任了总统府庶务科科长等职；因其品性不佳而被撤职，遂回到上海重又混迹于江湖。
后来，宋教仁组建国民党；因应夔丞是国民共进会的头目之一，也就随着国民共进会加入了国民党。然而，狡诈的应夔丞胸怀贰心脚踩双船；在加入国民党的同时，却与洪述祖保持着密切的关系；后来干脆投靠袁世凯了，成了袁世凯插入国民党内的一枚毒刺。
洪述祖信誓旦旦地向袁世凯言“吾能将宋毁之”时，其心中已是有底，即借应夔丞之手以成事。果然，应夔丞成了杀害宋教仁的帮凶，而且一举成功。
只是，黄兴与陈其美等人怎么也想不到，刺杀宋教仁的竟会同是国民党人的应夔丞，倒令他们有点丈二和尚摸不着头脑了，但事实摆在面前不容他们不相信。
不过，在再次搜查应夔丞家时，意外地发现了应夔丞与洪述祖的往来电函；其中有洪述祖给应夔丞的电：“相度机宜，妥筹办理；事成之后，赏金授勋位。”及宋教仁遇刺当天应夔丞给洪述祖的电，虽然用的是隐语：“匪魁已灭，我军一无伤亡。”但是，人们一眼就能了悟所述何事。这一发现明杀害宋教仁非应夔丞一人所为，而是受洪述祖指使。
英租界巡捕房在搜查应夔丞家时，另有一个意外的收获。
原来，宋教仁案发生后应夔丞遭缉捕；应夔丞的姘头胡翡云为探听风声前来应夔丞家，一同前来的另有一名男子；英租界巡捕房心生疑惑，遂将俩人扣押并进行了侦讯。
果然，侦讯中俩人神色慌张语无伦次，也就更加重了巡捕的怀疑。最后，终于侦查清楚那名男子名叫武士英，竟然就是被应夔丞雇佣杀害宋教仁的凶手。于是，巡捕房将武士英拘禁继续侦讯。
武士英，山西平阳人；曾在云南七十四标二营任管带，练得一手好枪法。南军裁撤后，留在了上海而生活无着；心存怨怼的武士英在一茶室中偶遇应夔丞；于是，应夔丞以一千元的高价将其雇佣作了杀手。
杀害宋教仁的凶手武士英自投罗网地被缉获，顿时令人觉得宋教仁案的真相大白有了希望。至此，人们这才明白，宋教仁案绝非偶然，而是一宗蓄谋已久的政治暗杀；武士英与应夔丞都无非是充当了杀手的走卒而已，直接指使俩人的却是政界要人洪述祖。
而洪述祖是赵秉钧的内务秘书，又是袁世凯第六房姨太太的阿哥；于是，人们也就自然的想到了洪述祖身后必定另有其人，只是暂时尚无直接证据可予指证罢了。所以看来，这宋教仁案必定是通天的；否则，难以解释凶手何故要谋刺宋教仁？既然是政治谋杀，其身后的元凶为谁也就不言而喻了。
此时，黄兴已经坚信自己当时的揣测不会有错，对于袁世凯已彻底失去了期望；于是，愤而写下了一副挽联：“前年杀吴禄贞，去年杀张振武，今年杀宋教仁；你是应夔丞，他是洪述祖，我是袁世凯。”
国民党中的同仁也均有同感，一怒之下皆欲以其人之道还治其身，用同样的方式实施报复。
然而，黄兴转而一想，现在已是民国，步入法治时代了，一切应按法律程序解决；袁世凯阴险毒辣不择手段，但自己却不可步其后尘以邪治邪。于是，费了九牛二虎之力这才勉强劝阻了众同仁强忍怒火，决定通过法律途径替宋教仁报仇雪恨。
为此，又通过一番周折，终于将应夔丞、武士英两犯从英租界巡捕房引渡到了上海地方法院。接着，上海地方法院组成了一个特别法庭，准备公开审理宋教仁案。
但谁知，凶手武士英被引渡后，突然暴毙于狱中。
原来，是应夔丞的党羽，为了让应夔丞脱身，设法将武士英毒死；以为如此就死无对证，也就无法给应夔丞定罪了。特别法庭唯恐再节外生枝，赶紧在第二天就开庭审理。
果然，武士英死后，应夔丞一口咬定“宋教仁之死与己无关，是武士英一人所为”；案子也就一时办不下去了，只得将应夔丞收监候审。
虽然，应夔丞百般抵赖死不承认；但是，法官手上毕竟有着应夔丞与洪述祖的往来密电；于是，打算传讯远在北京的洪述祖。
且，宋教仁案中的凶犯武士英与应夔丞被缉后，袁世凯、赵秉钧、洪述祖等人都惶恐不安了。他们害怕的不仅是俩人的落网，而是应夔丞与洪述祖的往来《密电》被英租界巡捕房搜获并公布于众了，法庭还欲据此传讯洪述祖。若是洪述祖真的赴沪应讯，岂不要真相大白？革命党人必定会顺藤摸瓜地往上追索，这无异于是对袁世凯的当头棒喝。而若欲抵赖，《密电》已公诸于世，纵有百张嘴也难以辩白。
洪述祖是袁世凯的人，袁世凯如何脱得了干系？所以，绝不能让洪述祖栽在国民党人的手上；否则，后果不堪设想。为此，袁世凯苦思冥想了许久，得设法保住洪述祖；因为，保住洪述祖也就意味着保护自己。袁世凯慎思再三，最后觉得还是走为上；于是，赶紧叫洪述祖躲到青岛的德租界内暂避。
特别法庭传讯洪述祖，洪述祖却不知去向销声匿迹了。因洪述祖是赵秉钧的内务秘书，国民党人就把矛头指向了赵秉钧，要求传讯赵秉钧了。
赵秉钧闻讯后也心慌意乱了，不知该如何应对。
袁世凯倒是老成而处事不惊，他让赵秉钧“称病告假、暂避风头、静观变化”。于是，赵秉钧告假了，袁世凯让陆军总长段祺瑞代理其职。
然后，袁世凯又指使司法总长许世英出面，以“无真凭实据，妄传国务总理，与《约法》不符”为由抵制了上海特别法庭对赵秉钧的传讯。
国民党人与上海特别法庭碰了这个软钉子，确也感到了无奈。
接着，袁世凯又想出一招；因为，应夔丞是国民党员；因而，袁世凯又利用这点做章了；他指使人故意放言：“应夔丞乃国民党员，系受国民党内要人指使；因此，宋教仁案实乃国民党内部权力之争所致。”如此一来，一宗蓄谋已久的政治谋杀，就轻飘飘地被成了是国民党人因争权夺利而导致的内讧。
同时，袁世凯还指使人编造了一个所谓“北京有个专搞暗杀的血光团，黄兴是该组织的首领”；并扬言“若上海要传讯赵秉钧，则北京就要传讯黄兴”，以此相威吓进行抗衡。
国民党被诬而扣上这些罪名后，反倒须忙于为自己辩白了，哪还有精力去指控他人。
袁世凯的这一招果然厉害，一下子把水搅浑了；不明真相的国人不知道该听谁的，觉得谁的都有理，不免有点真假难辨是非不清了。况且，凶犯武士英偏偏死在上海的监狱中；而上海是国民党控制下的地盘，又给了袁世凯口实；于是，袁世凯更是借题发挥，继续放言：“武士英之死，是国民党杀人灭口。”
就这样，宋教仁案的涉案人死了一个、关了一个、藏了一个、走了一个后，又被袁世凯如此一搅，整个案情以及隐藏在背后的一切顿时变得扑朔迷离如同一潭浑水；宋教仁案的审理则因真相莫明拖而未果，成了民国初期的一大疑案。
然而，国民党人心中自明，料定必是袁世凯在搞鬼。
此时，已从日本赶回上海的孙中山，断定刺杀宋教仁的幕后指使者必定是袁世凯。
