宋教仁被刺之後，立即被黃興等人送往醫院救治，醫院組織醫術高明的醫生立即實施手術，取出槍彈。術後雖注射了止痛藥，但宋教仁仍痛不欲生，輾轉呼號，令人慘不忍聞。
特別市府很快得到了消息，市長林志強立即帶領市府人員前往醫院慰問，得知宋教仁還在搶救當中，林志強知道這下麻煩大了，宋教仁是民黨領袖，他在火車站被刺，即將對中國的政治格局產生極大的影響，他當即向南京方面彙報此事，並命警察局立即介入調查追查兇手。
蕭震雷是在凌晨時分被程碧瑤叫醒的。今年年初的時候，他已經與程碧瑤和王亞男兩女成婚，王亞男目前在內務司新聞處工作，程碧瑤則當任了蕭震雷的生活秘書。
蕭震雷看過程碧瑤遞給他的從上海方面發來的電報之後立即做出指示，讓特別市府派人全程陪同在醫院，一有醫生救治的結果消息立即上報，同時命特別市府成立宋教仁被刺案專案組進行調查，追查兇手，挖成幕後兇手。
特別市府市長林志強接到蕭震雷的指示後馬上找來警察局局長，宣佈成立宋教仁被刺案專案組，由他親自人組長，由警察局長任副組長，追捕兇手的具體工作由警察局長負責，這件事情要親自抓，一定要在最短的時間內抓到兇手，給天下一個交代。
以這個時期的醫療條件和水平，對於傷到軀幹重要部位的槍傷幾乎都是致命傷，當晚手術過後宋教仁的傷勢情況更加嚴重。便血不止。
21日清晨時分，宋教仁神色慘變。危險萬分，醫生檢視後說道：“病人腸臟已損。亟應開割，方有生望。”下午2時醫生再行手術，修補腸臟，除去血塊，注射嗎啡，然而病情更加嚴重，唯一息尚存。
臨終前，宋教仁留下遺言，有三件事情囑託。“第一，所有在南京、北京及東京寄存之書籍，悉捐入圖書館；第二，我本寒家，老母尚在，如我死後，請克強與諸公故人爲我照料；第三，諸君仍當努力進行，勿以我遭不幸。致生退縮，放棄國民之責任。我欲調和南北，費盡苦心，不意暴徒誤會我意。置我死地，我受痛苦，也是我自作自受！”
22日凌晨4點多。宋教仁因被刺，經搶救無效身亡。消息於第22日上午傳出。舉國震驚，一時間各地民黨中人和進步人士羣情激奮。社會各界頭面人物和代表紛紛要求當局緝拿兇手，特別是黃興、于右任、廖仲愷、陳琪美等人更是怒髮衝冠，發誓報仇雪恨。
特別市府市長林志強於22日下午三點在市府禮堂召開新聞發佈會，正式向各界通報此消息，並說已經接到總督府電令，成立了宋教仁被刺案專案組，限期破案，誓要抓住刺客，揪出幕後主使之人，同時他還宣佈爲了儘快破案抓住兇手，市府懸賞一萬元緝拿兇手。
孫文驚聞噩耗之後，鐵路也不修了，立即發出急電，“望黨人合力查明此事原因，以謀昭雪”；黃興與陳其美各方聯絡，致函特別市府警察局長，懸賞萬元緝拿兇手；滬寧鐵路局認爲兇案發生在火車站內，有損路局聲譽，也主動拿出5000元賞金緝兇。
專案組成立之後立即對宋教仁被刺一案展開了調查，在全國矚目的情況下，專案組承擔了極大的壓力，但是爲了儘快偵破此案，警察局方面也在警力和經費上給予了最大的支持。
隨着偵破工作的有力開展，原本撲朔迷離的案情真相，如剝筍般逐漸展現在世人面前，一個三十多歲的矮壯青年人被抓了，經過審訊得知，此人名叫武士英，原是清軍武官，山西人士，曾在雲南七十四標二營當任管帶一職，不過由於去年袁世凱上臺之後在全國範圍內進行軍隊整編，許多軍隊就進行了裁軍，雲南那邊也不例外，武士英就是這樣被裁撤了，武士英被裁撤之後輾轉流落到了上海，生活無依無靠，差點成了乞丐。
他還交代，前些天他在街上遇到一個人，那人名叫應桂馨，此人現在的職務乃是一個總督府轄下檢察司駐滬的一名巡長，而應桂馨同時又是共進會會長，共進會是民黨外圍組織，是民黨中人。是此人給了武士英一千大洋、一隻手槍和一張宋教仁的照片，讓武士英殺了宋教仁。
應桂馨原來曾任南京臨時大總統府庶務科長，孫文發現他品性不佳，爲人奸詐陰險、驕橫跋扈，將其撤職。此後，應桂馨便來到上海謀職，也不知他怎麼活動，竟然在檢察司謀了一個駐滬巡長的職位。
從武士英的嘴裡得知是應桂馨指使之後，專案組立即調查應桂馨，發現此人在當任駐滬巡長一職期間大肆受賄勒索，最近還在法租界購置了一處房產，在那裡還養了一個小妾。
專案組立即派人前往法租界巡捕房要求協助抓捕應桂馨，可法租界巡捕房總監埃皮拉堅決不同意特別市府警察進入法租界抓人。
爲此，專案組調查人員還差點與法租界巡捕房發生衝突，不過由於此時外國在中國已經沒有了領事裁判權，法租界當局最好還是不得不同意專案組派人進入租界抓人。
應桂馨被抓住之後，專案組調查人員對他的別墅進行了搜查，卻一無所有，這時其中一名警察靈機一動，從應桂馨小妾的嘴裡套出了應桂馨的秘密藏物地點，專案組從一個藏在牆角洞穴中的小箱內，獲得大量極其重要的信件與電報。令人吃驚的是，這些電報、信件竟與北平臨時政府有關，牽涉到內閣總理趙秉鈞、國務秘書洪述祖——此二人皆乃袁世凱心腹。由於事關政局，緝查此案的專案組不得不慎之又慎。但這些無可更移的確鑿證據足以證明宋案確與趙秉鈞和洪述祖有關連，且臨時大總統袁世凱也有推脫不掉的責任與無法洗清的嫌疑。
專案組不敢擅自做出結論。將調查情況整理成卷宗上報道了總督府轄下的內政司警務廳廳長馬博陽的手中，事關中國未來之政局。就連內政司司長宋世傑也不敢擅專，連夜帶着馬博陽一起來見蕭震雷。
蕭震雷此時還在工作。聽程碧瑤說宋世傑和馬博陽來了之後便接見了他們，幾人坐下手，蕭震雷問道：“你們這麼晚了來見我，莫不是發生了什麼重大事件？”
宋世傑向馬博陽擺了擺頭，馬博陽便拿出公文包裡的文件道：“總裁，宋教仁被刺一案的專案組已經查到了關鍵證據，事情涉及到北平內閣總理趙秉鈞和國務秘書洪述祖！事關重大，我等不敢擅自將這個結果向外界公佈，而且他們身爲內閣總理和國務秘書。我們也沒有權利派人北上抓捕，更何況袁世凱也有推脫不掉的責任與無法洗清的嫌疑！”
蕭震雷聞言皺起了眉頭，當隨即又放鬆下來，問道：“調查結果屬實嗎？”
馬博陽道：“我反覆查看了案卷，發現了一些疑點，但這些疑點仍然無法推翻以上幾人的重大嫌疑，我想讓專案組繼續更加深入的細緻調查，但是民黨那邊催促甚急，所以”。
蕭震雷沒有說話。他點燃一支菸抽着，腦子裡思索着，也許這是一個向袁世凱發動的最佳藉口，宋教仁被刺之事已經讓民黨方面憤怒異常。一旦將這些證據公佈出去，那麼所有的矛頭都將指向袁世凱，袁世凱在政治上陷入四面楚歌的地步。在政治上被孤立，在軍事上又沒有絕對強悍的武力保證。蕭震雷有信心在半年之內解決老袁，在武力上解決老袁之後。不僅在政治上取得巨大勝利，在武力上無能可擋，這個時候提出收歸權力於中央，全國還有哪個軍閥敢於他對抗？
思索了一陣，蕭震雷讓馬博陽先回去，留下宋世傑，他需要仔細權衡利弊，待馬博陽走後，他立即打電話找來蔣百里，三人不僅在軍事上，而且還在政治層面進行了一番探討，認爲完全可以以此次事件爲藉口向袁世凱發動戰爭，一舉拿下袁世凱。
次日，蕭震雷打電話給馬博陽，通知他讓專案組將調查得到的證據向外界進行公佈。消息傳出之後，舉國譁然。孫文再也無法安心開辦實業修造鐵路了，宋教仁遇刺，憑直感，他覺得此案與袁世凱有關，於是他馬上前往上海。3月25日他抵達上海，當天召開民黨高層幹部會議，認爲“事已至此，只有起兵。因爲袁世凱是總統，總統指使暗殺，則斷非法律所能解決，所能解決者只有武力”。
宋教仁遇刺時，黃興正在現場，當時一氣之下，就想以同樣方式予以還擊，用暗殺手段對付袁世凱。後來冷靜下來，覺得已是民國時期，國家進入法治時代，不能輕易動用武力，應按法律程序解決。
特別市府決定在4月25日依法對此案進行審理，然而就在審理此案的前一天，兇手武士英竟在嚴密的監護下中毒身亡。兇手目的昭彰，顯系殺人滅口，以掩蓋真相，干擾司法。本已明朗的案情急轉直下，再次陷入迷霧與僵局之中。
當晚，專案組將將宋案案情偵查情況及相關證據通電公佈。《民立報》、《國風報》、《國光新聞》、《庶民日報》等全國報紙聞風而動，紛紛發表文章，抨擊北平臨時政府，一時間，全國各地因刺宋案激發，變得動盪不安。
然後就在第二天，也就是4月26日，袁世凱不惜以五釐高息，與英法德日俄五國銀行團簽訂了2500萬磅的鉅額借款合同，老謀深算的袁世凱似乎早就作好了動武準備，他一生所崇奉的一是貪詐，二是武力，貪詐不能解決的，便用武力。宋教仁倒下了，並不等於蕭震雷和民黨的瓦解與臣服，他知道孫文、黃興等人一定不會善罷甘休。戰事必不可免，同時他也想乘此機會，一舉征服鐵血黨和民黨控制的南方各省，一勞永逸。
應桂馨見武士英已死，便當場翻供，萬般抵賴，與應桂馨電函往來的洪述祖逃入了青島租界，專案組一時間又找不到趙秉鈞的直接證據，洪述祖還在青島租界中發了一個通電，說與應桂馨的聯繫，是假借內閣名義，只想毀壞宋教仁名譽，並無謀殺之意。趙秉鈞便以洪述祖通電爲據，將宋案推得一乾二淨，對於特別市府法院的傳喚也置之不理。
既然法律解決不了，那麼唯有付諸於武力了。
蕭震雷得知消息之後立即聯繫孫文黃興等人，經過緊急商討之後，鐵血黨和民黨聯名通電稱袁世凱爲刺宋案罪魁之禍首，一國之總統竟然用如此下作之手段，實乃國之不幸，他當即宣佈起兵討伐袁世凱，消息傳出後，南方各省紛紛響應，二次革命暴發。