应桂馨拿到钱后不但没有离开北京，反而整天招摇过市，逢人就讲刺杀宋教仁的功劳和袁世凯的奸诈无常。
应桂馨的举动当然逃不过袁世凯的耳目。袁世凯闻讯后大为惊恐，命令部下立即除掉应桂馨。应桂馨听到风声，于1914年1月18日深夜急匆匆登上火车准备逃离北京。火车行到天津杨村时，两名男子走到应桂馨面前，故意踩了他一脚。应桂馨本来就是泼皮性格，当即破口大骂起来。那两人并不答话，掏出刀子就是一顿乱扎。待到列车长接到报告赶去看时，应桂馨已身中数刀，气绝身亡。
与袁世凯、洪述祖一道谋划刺杀宋教仁的国务总理赵秉钧，案发后被上海报刊公布了他与洪述祖和应桂馨的往来密函。舆论一致指出赵秉钧是宋案要犯，要求传令他到上海受审。上海地方检察厅发出传票，传赵秉钧到上海接受审讯。
赵秉钧大为恐惧，立即提出辞呈，随后称病躲进医院里。他对心腹说：“我此时只求免职，方可免死，不免职非死不可。”7月间，他获得批准辞去国务总理，改任步兵统领兼北京警备地域司令官，同年12月调任直隶都督。
应桂馨在火车上被暗杀于杨村地段后，由于杨村属直隶管辖，赵秉钧出于例行职责，下令查拿凶手。他猜测这很有可能是袁世凯所为，便打电话给袁世凯，先是报告应桂馨被杀的消息，末了说道：“是否要彻查，请大总统指示。”“是我派人杀了他的。”袁世凯直言不讳，“这个人太不识时务了，留着他是个祸种。”赵秉钧一听，顿生兔死狐悲之感，不免有几分不平，自信自己毕竟当过国务总理，于是壮着胆子说：“他为大总统九死一生，大总统这样对待他，以后谁还肯替大总统做事?”“啪!”袁世凯挂断了电话。赵秉钧呆若木鸡，后悔说了不该说的话。
忐忑不安的赵秉钧一连几个晚上失眠，致使头晕病复发，卧床不起，于是便向袁世凯告假疗养。2月27日，一名“医生”来见赵秉钧，说：“奉大总统的命令专程来为都督治病。”随即递上一颗暗红色药丸，“这是专治头晕的，请都督马上服下，包叫药到病除。”赵秉钧见是袁世凯派来的医生，便让他悉心治疗，依方服药。谁知吃药以后，便觉得胸前胀闷，过了不久，药性发作，浑身疼痛，腹中更觉难熬，翻江倒海似的。赵秉钧疼得上下翻滚，连哭带号，怀疑是医生在药中做了手脚，急忙问医生何在，才知道那医生已回京城去了。赵秉钧自知中毒，是被袁世凯所害，不由得恨恨道：“罢了，罢了。”不一会儿，赵秉钧就七孔流血，四肢青黑，中剧毒而死。
赵秉钧死后，惯耍大奸伎俩的袁世凯下令拨给治丧费一万元，按陆军上将礼遇下葬，并重重优恤家属。这还不算，袁世凯还亲自书写了一付挽联：弼时盛业追皋陶，匡夏殊勋懋管萧。——可笑地把赵秉钧比作古代的良臣皋陶、管仲。
刺杀宋教仁案最后一个“归案”的凶手是洪述祖。事发后他拔脚溜往青岛，躲在德租界，剃须乔装，化名“王兰亭”，又用重金买通德国巡长，在青岛安安稳稳过了三四年。袁世凯死后，洪述祖以为时过境迁，“宋案”已被人遗忘，从此太平了。因为向往上海滩的花天酒地，他就绕道日本南下上海，改名“张皎安”。
可是因为洪述祖在青岛期间曾向德商祥丰洋行借了一笔巨款，走时连招呼都没有打，洋行认定他赖债潜逃，于是追踪他到上海，向租界会审公廨控告，与他打起了官司。在法庭上，一个国民党的密探认出张皎安就是洪述祖，便谋划设法逮住他。
1917年4月30日，洪述祖从法庭出来时，一名少年猛扑上去，紧紧抓住他哭喊：“洪述祖，还我父亲的血债!”这个少年原来就是宋教仁的儿子宋振吕，陪他守候在这里的还有国民党人刘白等。众人一起将洪述祖扭上法庭。经核实，法庭确认他就是“宋案”的要犯洪述祖。
经过交涉引渡，洪述祖被移交到北京地方法院。几次预审后，9月7日，北京地方法院判处洪述祖无期徒刑。洪述祖不服，上诉于高等法院。高等法院维持原判，驳回上诉。洪述祖仍是不服，再向最高一级的大理院上诉。这时，宋振吕在国民党人帮助下，呈状大理院，要求重处洪述祖。洪述祖万万没有想到，企望从轻反送了小命。1919年3月27日，大理院改判洪述祖死刑。
4月5日，洪述祖被押赴绞刑场。自民国废除《大清刑律》后，不再以斩首处死犯人，代之以西方的文明方式处以绞刑。绞刑机是从西洋买来的，洪述祖算是第一个“享用”者。验明正身后，执行官将洪述祖推到绞刑机下，把钢丝绞索套在他脖子上。监刑官一声令下，执行官揿下电钮，洪述祖脚下的踏板立刻翻转，洪述祖立时双脚腾空，乱蹬挣扎。
忽然，轰然一声巨响，套索上的洪述祖猛地不见了。原来，因为洪述祖是个大胖子，躯体特别重，头支撑不住身体的重要，才断裂开来，落得个身首异处的悲惨下场。好一阵后，惊魂未定的监刑、行刑官才报告给司法部。司法部立即派来3名医生，将洪述祖的头颈缝上，外面裹上绷带，然后交给洪述祖家属领去埋葬。
罪魁祸首袁世凯也没有得到善终。当初，宋教仁被刺的消息传来时，袁世凯曾乐得不可开支，以为天衣无缝，还假惺惺地明令缉拿凶手：“车站为众目昭彰之地，竟有凶徒暗行暗杀，法纪何存，速悬重赏，限期破获，依法重惩。”宋教仁伤重不治后，他又致电慰问家属：“宋君才识卓越，服务民国，功绩尤多，知与不知，皆为悲痛，应即作正开销，以彰崇报。”不仅如此，袁世凯还以私人名义，送了一万元丧礼。不料东窗事发，举国上下都知道了刺杀宋教仁的主谋就是他袁世凯，他又利用手中权力，通过御用报章辟谣，并反咬一口，称国民党人借此诬蔑他。
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