令人无语的是，宋教仁在临终之前还请黄兴代笔致电北京，向袁世凯报告了被刺经过，他说：“窃思自己受任以来，束身自爱，从未结怨于私人。如今国本未固，民福不增，遽而撒手，死有余恨。伏冀大总统开诚心布公道，竭力保障民权，俾国家得确定不拔之宪法，则虽死之日，犹生之年。临死哀言，尚祈鉴纳。”
临死之人，殷殷期望，章士钊说他是“至死不悟”，闻者何尝不心酸？
袁世凯得知宋教仁被刺的消息后，也是十分的惊诧，他随即致电江苏都督程德全，要求迅速缉拿凶犯，按法严办，以维国纪。在宋教仁身亡的凶讯传来后，袁世凯更是发布命令，要求国务院从优议恤，并称：“前农林总长宋教仁，奔走国事，缔造共和，厥功至伟。适统一政府成立，赞襄国务，尤能通知大体。擘画劳苦，方期大展宏猷，何遽闻惨变？民国新建，人才难得，该凶犯胆敢于众目睽睽之地狙击勋良，该管巡警并未当场缉拿致被逃逸，阅电殊堪发指。凡我国民，同深怆恻。”
就当时而言，似乎还不能认定袁大总统就是幕后凶手。道理很简单，如果在国会选举结束的敏感时期将宋教仁刺死，袁世凯的嫌疑无疑是最大的，按他通常的办事手段，断然不会出此下策。所以，当时的国民党人虽然心中怀疑，但至少在表面上没有表露出来。
宋案发生后，江苏都督程德全下令上海地方立刻缉拿凶犯，公共租界当局、沪宁铁路局也都纷纷悬赏缉捕，空气为之一紧。重赏之下，必有勇夫，那些沪上的巡警、包打听们纷纷出动，四处寻找破案信息。和以往刺杀案悬而未破相反的是，刺宋案的破获却是出乎意料地顺利，令人难以置信。
就在宋教仁被刺的第三天，古董字画商王阿发到英租界捕房报案，声称一周前因卖字画曾去上海青帮大佬应夔丞（即应桂馨）家中，应桂馨当时拿出一张照片，说愿出酬金1000元将照片上的人刺死，当时王阿发没有答应。宋案发生后，王阿发见各报刊所登宋教仁的照片正是应桂馨给他照片上的那个人，所以赶紧前来报案。
在得到报案后，公共租界的巡捕随即在一妓院中将应桂馨抓获，并立即前往应家搜查。吊诡的是，巡捕们在搜查应家的时候发现其中一人神色紧张，而此人正是杀害宋教仁的凶手武士英。更令人不解的是，在巡捕将应桂馨抓获的时候，武士英也在妓院，并应一友人之托前往应家报信，结果被鬼使神差地一举抓获。
按常理，如果武士英是杀人凶手的话，在应桂馨被捕的时候应该立刻逃之夭夭，何以会在应家自投罗网？而武士英被捕之后，立刻直言不讳地承认了刺杀宋教仁的行径，他供称自己真名为吴福铭，山西人，曾就读于贵州某学堂，后在云南军营中做过管带，现因军伍被裁，来沪一游，在茶馆饮茶的时候遇着一陈姓朋友，经他介绍认识了共进会的应会长（即应桂馨），应桂馨请武士英暗杀一人，说这人是无政府党，杀他就是替四万万同胞除害，并答应事成之后酬劳一千大洋，于是武士英便答应前去。
行刺那天，陈姓朋友告诉武士英说那人姓宋，今晚就要上火车，正好去收拾他。说完，他便给了武士英一把五响手枪，又另招了两人前往火车站。等他们买了月台票进站后，正好碰到宋教仁进招待室，陈便把目标指给武士英看，让他随后动手。过了一会，宋教仁等从招待室出来，走至半途的时候，武士英便开枪打了一下，随后便逃回应家报功去了。应桂馨得知宋教仁确实被刺后，还称赞武士英能干，并承诺将来送他出洋游学。武士英则把手枪缴还，后来在应家搜到。
青帮大佬应桂馨是上海滩上赫赫有名的人物，他当时有两个头衔，一是中华民国共进会会长，一是江苏驻沪巡查长。陈其美在上海谋划革命的时候与应桂馨结识，陈本人还经常住在应桂馨提供的自家住宅，这里也成了当时革命党人的秘密据点，于右任等人也曾住过。在这个时期，陈其美与应桂馨相互加入了对方的组织，在上海光复之战中，青帮成了革命党人的坚定盟友，他们自告奋勇地组织了敢死队，在攻打江南制造局等武装暴动中便有几千帮会成员参与战斗。
