1913年3月23日

1913年3月23日，一古董字畫商王阿法到英租界捕房報稱：一周以前因賣字畫曾去江蘇駐洲巡查長應夔丞家，應即拿出一張照片，要他謀辦照片上的人，願出酬金1000元。他未允。宋被刺後，見各報刊登宋照片與他看的照片相同，特來報告。
當日晚，卜總巡率多名巡捕迅速行動。據報應夔丞，會同法租界捕房藍總巡到應的住所搜查。將其家中男、婦及來客共26名，帶到捕房，分別訊問，並將曾見兇手面目的車站服務人員和旅館旅客覓來捕房識別，看到其中一個身穿新衣的矮個子，兩人說：“就是他！就是他！”那人面如土色，當下供認，說自己叫武士英，兩月前來上海，住金台六野旅館，經人介紹與應夔丞相識，應允給武1000元，拿出宋的照片，使之行刺，武貪財而效命，不知宋為何人。
25日下午，法捕房藍總巡率人至應宅進行第二次搜查。得公文憑據甚多，並搜得貼有封條的皮箱一隻及五響手槍一把。該槍內尚存子彈兩枚，未曾取出。捕房拿案發日從車站拾到的彈殼兩枚，與槍內所存子彈相驗，均為同式。
經數次搜查，獲得刺宋證據多件，宋案背景乃盡行暴露。幕後主使者袁世凱，直接指揮者國務院總理趙秉均，上下聯絡者國務院秘書洪述祖，布置行兇者應夔丞，殺人兇犯武士英。