但是，当游行队伍欲穿行使馆区时，却遭到了使馆区巡捕的阻截而不得行进。
学生欲向美国驻华公使递交《帖》不成，且又见使馆区如同国中之国戒备森严，中国人在自己的国土上行走却要遭外人所阻，更大有受辱之感了。此时的学生都已窝了一肚子气没处出，有人则干脆提议：“找曹汝霖、章宗祥、陆宗舆去。”因为，他们觉得中国人如此受辱全因这几个卖国贼所致；所以，这一提议立即得到了众人响应。
且此时，又有传“这三个卖国贼正在曹汝霖家会议”；于是，游行队伍直奔曹汝霖家而去了。于是，游行队伍自发地继续行进前往曹汝霖家。
曹汝霖的家位于北京长安街东端后赵家楼胡同内，赵家楼二号即为曹汝霖府第。曹府分东、中、西三个院落共五十余间屋宇，可谓是奢华无比。
此时，京师警察厅厅长吴炳湘已派遣数十名警察前来曹府护院；只是，当游行队伍途经富贵街、御河桥、米市大街、南街等地行至赵家楼时，护院的警察见情势不妙赶紧关闭大门龟缩了。
游行队伍来到曹宅前但见大门紧闭，学生们就在宅前高呼口号，有的则上前砸门；曾经习武身手矫健的北京高等师范学校学生匡互生则在同学的帮助下，攀越过围墙跃入院内打开了大门；于是，学生们突门而入。
护院的警察见学生人多势众难以阻挡，只好呆立一旁干瞪着眼。
此时，正在西院室内议事的曹汝霖与章宗祥，听得东院一片嘈杂声，知是学生闯入前来，俩人皆惶恐不安；曹汝霖的管家燕筱亭赶紧将章宗祥引到西院的地窖内藏匿，曹汝霖则藏于卧室夹层内不敢露面。
学生闯入曹宅后，没见曹汝霖。
然而，藏匿于地窖中的章宗祥却从地窖中出来，正好被气犹未消的学生撞见；于是，愤怒的学生二话没就将章宗祥痛揍了一顿。
此时，京师警察厅厅长吴炳湘已经增派了大批军警火速赶至赵家楼。
军警赶到曹府后就抓人，共有三十二名学生即被拘捕，其中二十多名即是北京大学学生。
参加游行的学生被捕后，一时间北京城内风声鹤唳了，北京各大院校的学生赶紧连夜商议营救之策。
蔡元培得知消息后，见自己的门生遭捕，也就心急如焚了；于是，蔡元培即以北京大学校长的名义出面与北洋政府交涉，要求释放被捕学生。
然而，段祺瑞操控下的北洋政府早就对北京大学内掀起的新化运动很是反感，常思借机取缔却苦无藉口；此次，闻报北京大学的学生竟然又带头滋事，不好好读书却上街去搞什么集会游行而给政府施加压力，还赶至政府要员交通总长曹汝霖的府第闹事，如此无法无天的肆意妄为如何得了？
因此，北洋政府非但拒绝了蔡元培的要求，还在景山上架起了大炮并将炮口对准北京大学校院，欲以武力相威胁逼迫北京大学的师生屈服。
蔡元培见自己的努力无效心中十分气愤，很有种“秀才遇见兵，有理不清”的感觉；于是，蔡元培愤而提交《辞呈》以示抗议；然后，将校务交由北京大学总务长蒋梦麟，让其代理校长职权，自己则愤然离开北京去往欧洲了。
翌日，由梁启超创办的《晨报》刊出了《学生界事件昨闻》，将北京各院校学生集会游行及被捕经过作了报道，并也要求政府“允许保释，以免再激动群情”。
然而，北洋政府仍一意孤行没予理会；接着，又抓捕了数百名学生。
此时，陈独秀主编的《每周评论》发表了《一周中北京公民大活动》，详细叙述了“学生游行经过与被捕学生的情况”，并呼吁民众要“关心国家命运”。
《晨报》与《每周评论》报道后，北京学生被捕的消息不胫而走很快传遍全国。
于是，天津、上海、南京、武汉、长沙、杭州、重庆、南昌、厦门、济南、开封、太原等各大城市的学生闻风而起，也都纷纷****、上街集会游行演讲宣传，以声援北京学生的爱国之举。
此时，北京各大院校校长也于五月十三日向北洋政府齐上《辞呈》，表示支持蔡元培要求“释放学生”。
不久，又传来了中国代表团果然拒绝在《凡尔赛和约》上签字的消息。虽然，中国代表团在巴黎和会上表现的骨气深受学生们赞颂；但是，五大国不顾中国人的感情，公然让日本强占中国山东通过《凡尔赛和约》而所谓的合法化了，令国人也难以忍受了。
于是，民众起来表示对学生爱国运动的支持，也要求政府“释放被捕学生”；并针对日本强占山东的侵略行经，被激怒了的国人还掀起了一场“抵制日货运动”，且纷纷要求政府“惩办卖国贼”。
北洋政府见“五·四运动”之火越烧越旺，不由得骇怕了；段祺瑞也唯恐再这么闹下去事态会变得不可收拾，只得做出让步将被抓的学生释放；并罢免了曹汝霖、陆宗舆、章宗祥等三人之职，以平息国人的激愤。
北洋政府的被迫让步，给了学生极大的鼓舞与信心。而陈独秀与李大钊则从中看到了民众中蕴藏着的巨大力量，开始觉到了中国的希望在于广大民众之中。
为了进一步唤起民众，陈独秀与李大钊起草了一份《北京市民宣言》，毫不含糊地对北洋政府提出了最后最低的要求，即：“一、对日外交，不抛弃山东省经济上之权利，并取消民国四年、七年两次密约。
二、免去徐树铮、曹汝霖、陆宗舆、章宗祥、段芝贵、王怀庆六人官职，并驱逐出京。
三、取消步军统领及警备司令两机关。
四、北京保安队改由市民组织。
五、市民须有绝对集会言论自由权。”
并警告：“倘政府不顾和平、不完全听从市民之希望，我等学生、商人、劳工、军人等，惟有直接行动，以图根本之改造。”
俩人将《北京市民宣言》印成传单，然后到中央公园等地散发，《北京市民宣言》中的五点主张得到了民众极大的反响与支持，在社会上引起了轰动。
当北洋政府的密探将收集到的传单呈交到段祺瑞手中时，段祺瑞气得肺都要炸了。
段祺瑞觉得，这份《北京市民宣言》俨然是在对他的北洋政府下《最后通牒》甚至于是宣战了，他岂能示弱接受？看来，这些激进的知识分子是个祸根，而且也必定是此次学潮的幕后鼓动者，得好好的治一治让他们规矩一点才行；否则，会遗患无穷。
于是，段祺瑞指令吴炳湘密切监视陈独秀等人，必要时得采取行动。
果然，六月十一日，当陈独秀带着传单前往新世界准备散发时，即被吴炳湘布下的密探拘捕；接着，吴炳湘又派人查抄了位于北池子箭杆胡同九号陈独秀的住宅，搜出数百份《北京市民宣言》传单及数十件《新青年》等进步的报刊、杂志。
于是，北洋政府即欲以妨害治安罪惩处陈独秀以作儆戒。
李大钊得知陈独秀被捕后，立即组织学生将消息四处传播，欲通过社会舆论给北洋政府施加压力，以营救陈独秀。
六月十三日，《晨报》又率先报道了“陈独秀被捕”的消息；接着，各大报纸都纷纷发表消息和评论；顿时，全国舆论为之哗然。
《民国日报》在《北京军警逮捕陈独秀黑暗势力猖獗》一中评述：“当此风潮初定、人心浮动之时，政府苟有悔过之诚心，不应对于国内最负盛名之新派学者，加以摧残，而惹起不幸之纠葛也。”
《申报》则刊载《北京之字狱》等多篇章评论道：“陈独秀之被捕，《益书报》之封禁；利用黑暗势力，摧毁学术思想之自由，乃北京最近之字狱也。”
北京大学教授刘师培、马裕藻、马叙伦、程演生、王星拱等四十余人，也联名致《函》京师警察厅长，言：“陈独秀之言行，无非激于书生爱国之愚悃。”竭力为陈独秀开脱。
而江苏省教育会致《函》教育部，则更是直言：“陈独秀被捕，众情疑骇，谓将兴字之狱；查言论自由载在《约法》，学潮甫息，似不宜再激波澜；请从速省释，以免各方误会。”
胡适则以与京师警察厅长吴炳湘是安徽同乡的关系，也致《函》恳请“为陈独秀保释”。
同时，民国大学、中国大学、北京高等师范学校、新华商业专门学校等二十九所高等院校的校长也都致《函》教育部，愿为陈独秀保释。
接着，一些社会名流与政界人士也纷纷发声了。
章士钊致《电》谴责：“忽兴网，重激众怒。”
孙中山则当着正在上海的内务总长许世英的面，痛斥：“你们干得好事！”
而广东军政府主席总裁岑春煊也《通电》要求“释放陈独秀”。
如此多的呼声为陈独秀开脱与保释，令北洋政府不知所措了，真是关也不是、放也不是。为免触犯众怒，段祺瑞权衡利弊后只得放人了。
于是，将关押了三个月的陈独秀释放。
陈独秀获释后，受到了社会各界的欢迎，并因入狱而更受世人瞩目与称颂了。
