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
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