金門孤懸在廈門外的海面上，總面積約228平方公里。由於地理位置十分特殊，大陸解放後，金門島一直扮演著“反共橋頭堡”的角色。1958年8月至10月，國共雙方進行了一次隔海的軍事較量，史稱金門炮戰。金門炮戰期間，台灣情治機關秘密派遣特工人員潛伏大陸刺探軍事情報。
1958年9月10日，一位名叫薛鍾銘的人到上海市公安局反映情況：當天上午11時，其妻在里弄傳呼電話間接到了一個差點使她昏過去的電話——他們九年前隨同國民黨特務機關一起撤往台灣的女兒薛鳴琴打電話給母親，說：“女兒已經走上了一條不歸之路，今生今世已經沒有再在父母面前出現的可能了，希望父母多多保重身體；希望弟弟妹妹努力工作，要靠真才實學謀生。”
薛鳴琴是薛鍾銘夫婦婚後的第一個孩子，1925年出生於上海，自幼聰穎。薛家祖上以經商為業，家境富足，因此一直把薛鳴琴培養到了高中畢業，那年正是抗日戰爭勝利之年。薛鍾銘夫婦的意願是把這個在薛家這個出類拔萃的女兒送進大學，但薛鳴琴本人不願意。她經人介紹，加入了國民政府情治機關軍統局，當了一名特工。1949年5月的一個深夜，薛鳴琴突然返回家中，向父母和弟妹道別，說她奉保密局之命撤往台灣。和父母道別以後，薛鳴琴再也沒有跟家裡通過音信，時隔九年之後，她竟然會以電話方式跟家人聯繫！公安局方面聽了薛鍾銘的反映，極為重視。時任上海市公安局局長的黃赤波當即下令：立即進行調查！
偵查員找到管傳呼電話間的阿姨了解接到這個電話時的情況。阿姨說，那是一個嗓音有點沙啞的女人，要求叫薛鍾銘家人聽電話，阿姨說好像還聽到耳機里傳來了一個上海男子的叫聲：“阿三頭，快！15路來了！”偵查員分析，薛鳴琴這個電話應該是在上海打的。上海市公安局立刻決定組建專案小組，對薛鳴琴進行專案偵查。偵查員們分頭前往15路電車沿線的車站查找公用電話亭，發現在15路常熟車站附近的弄堂口有個公用電話間，但因前來打電話的人太多，守電話的阿姨無法對調查的問題做出確切的回答——這一線索斷了。偵查員們又對全市的飯店、賓館、旅社進行緊急清查，卻仍沒發現薛鳴琴的線索。同時，特偵組的偵查員對薛鍾銘家實施了秘密監控，然而，兩天過去了，薛鳴琴沒有在鍾家出現，也沒有第二個電話打來。第三天，有人在位於上海市區西南側與浙江省交界處的一條河裡，發現了一具無名女屍，死者約三十多歲，上身穿著淺藍色的薄燈芯絨外套，下身穿著米黃色卡其布褲子；身上沒有任何可以表明其身份的物品。女屍被打撈起來後放在岸邊不遠處的一個草棚里，由民警和民兵看守。中午時分，上海市公安局的法醫趕到了現場。經解剖認定：死者年齡在32歲到37歲之間；沒有生育史，生前營養良好，非體力勞動者；死因系溺水；死亡時間大約在36小時之前，無搏鬥痕跡。公安局據此認為，該女子是投河自殺。當時，上海郊區還沒有火葬場，當地有關部門出面臨時製作了一口白坯木棺，將屍體入殮，在附近挖了個深坑埋掉。同一天中午，在薛家周圍執行秘密監視任務的偵查員發現薛家收到了一張郵包通知單，這份包裹單很快轉到了特偵組。包裹是從閘北區一家郵局寄出的，寄件地址寫的是上海一家保密工廠的代號，寄件人姓名是薛芙蓉（薛芙蓉是薛鍾銘給薛鳴琴起的小名），寄出時間是兩天前的上午。偵查員前往郵局取包裹時，特地請了一名爆破專家對該包裹進行了嚴密檢查，在確認包裹里沒有爆炸物之後才當場打開。包裹內有以下物品：男女式外套5件，兩塊高級毛料，兩盒朱古力，兩盒餅乾和10瓶魚肝油丸。在一件男式外套的口袋裡，裝有一個沒有封口的信封，裡面有100公斤全國糧票、500元人民幣和一封信。信是薛鳴琴寫給薛鍾銘夫婦的，用的是繁體字，只有短短几十字——這是一份絕命書。信中說，她奉命從台灣赴大陸執行極端機密的重要任務，因無法完成難以返回台灣，不得不選擇自盡，希望父母多多保重。
經鑑定，包裹里的所有衣服、食品、藥品都是上海產品，人民幣和全國糧票也是真品。但特偵組此時還難以確定薛鳴琴是否真的自殺了，作為一名特工，使用的是金蟬脫殼之計也有可能。必須見到屍體，才能確認其已經自殺，於是大家聯想到了郊區發現的那具無名女屍。公安局布置民兵將剛剛下葬的棺材重新挖了出來。經薛鍾銘夫婦辨認，確認死者就是其女兒薛鳴琴。然而，薛鳴琴是如何潛入上海的？潛入後又從事了哪些特務活動？唯一的線索就是薛鳴琴寄出包裹的那個郵局。偵查員前往閘北區，找到了該郵局接收薛鳴琴交寄包裹時的當班營業員，但營業員無論怎么回憶都想不起來了。特偵組再次召開案情分析會。大家分析後認為，薛鳴琴是一個受過專門訓練的特務，潛入上海後，肯定時時處處都非常注意自己的言談舉止，不大可能拿著偌大體積的一個包裹招搖過市，所以，她應該住在該郵局的附近。特偵組立即組織人力對該郵局附近所有飯店、賓館、旅社前一段日子入住的旅客登記資料進行調查，還通過派出所向各街道、里弄的居民了解情況。在這些飯店、賓館、旅社裡均沒有發現與薛鳴琴有關的線索，但轄區派出所的戶籍民警卻獲得一條信息，有一個名叫宋寄萍的人接待過與薛嗚琴相似的婦女。宋寄萍是上海新躍進化工試劑廠技術員，與子女以及婆婆一起生活。1958年9月上旬，宋家來了一個說上海話的青年婦女，在她家住了八天后不知去向。
根據當時的治安管理規定，市民家裡來了客人需要過夜或居住三天以上的，必須去派出所申報臨時戶口。宋寄萍也拿了客人出示的戶口簿、工作證到派出所申報了臨時戶口。客人的名字叫薛倚倩，是上海有色金屬研究所工程師，住在本市長寧區延安西路。申報的理由是因為家裡修理住房，所以到老同學家來寄住一周左右時間。派出所的戶籍民警根據申報臨時戶口時的登記資料，分別向長寧區和上海有色金屬研究所打了電話，兩邊都答稱，沒有薛倚倩其人。隨即，警車開往上海新躍進化工試劑廠，特偵組依法傳訊了宋寄萍。宋寄萍一頭霧水地進了公安局，偵查員向她講明了薛鳴琴的情況後，她才大驚失色，哭了起來。稍微平靜以後，宋寄萍陳述道：薛鳴琴原是宋寄萍國小、國中的同班同學。國中畢業後，兩人分別考取了兩所不同的高中，但每年還是要碰頭一兩次。在此之前，她倆最後一次見面是在1949年初春，那是幾個老同學聚會，薛鳴琴那天是穿旗袍，還說自己在銀行工作。之後，兩人就斷了聯繫。9月2日傍晚，宋寄萍下班剛剛回到家，薛鳴琴突然登門。薛鳴琴先向宋寄萍介紹了自己的情況，自己在何處工作，又講了這次找上門來的緣由。考慮到是自己多年未見的老同學，宋寄萍同意她暫住在自己家裡。薛鳴琴當時就主動提出要去報臨時戶口，但時間太晚了，所以第二天才由宋寄萍陪著去了派出所。報了臨時戶口之後，宋寄萍就上班去了。宋寄萍下班回家時，薛鳴琴一般都在家裡。每天晚上，薛鳴琴總喜歡拿著一張上海市地圖，邊看邊作長時間的沉思。宋寄萍雖然感到有些奇怪，但沒有問。9月11日上午，薛鳴琴向她告辭。臨走時還留下五十元錢，說是作為她的房錢和飯錢。錢是由宋寄萍的婆婆收下的，當時宋寄萍上班不在家。隨即，偵查員去宋家進行搜查，但只找到了那張上海市地圖。地圖上留下了一些用鉛筆勾畫過，又被橡皮擦掉的痕跡。經仔細辨認，這些地方大都靠近鐵路和港口。
特偵組聯想到最近正在進行的金門炮戰，初步判定薛鳴琴潛入上海與此事有關。當時，金門炮戰所需的物資、器械，許多都是從上海或者經上海中轉再由海路和鐵路向福建方面輸送的。由於上海方面防範森嚴，薛鳴琴沒有下手的機會，而她又奉了台灣情治機關的嚴令，完不成任務，無法回台灣交差，所以在萬般無奈之際，只得選擇了自殺。如果上述推斷屬實，那么薛鳴琴就不可能是空著雙手潛入上海的，她肯定攜帶了特工器材。據宋寄萍回憶，薛鳴琴去她家時，的確帶了一個中型旅行箱。現在她自殺了，那個箱子到哪裡去了呢？偵查員們分析認為，很有可能被薛鳴琴攜至自殺地點，沉入河底了。特偵組隨即二赴郊區，會同縣公安局一起在事發地點進行深入調查。果然，在距薛鳴琴浮屍大約一里半的地方，打撈人員撈起一個旅行箱。箱子裡，有兩台美國製造的間諜相機，一台只要稍加改裝就可以用於收發報的小型收音機，兩瓶密寫藥水，幾個經過偽裝的用於測定軍用飛機和艦艇型號、速度等性能的儀器。至此，這一案件的偵破工作終於結束。
