因为嫌犯是英法租界巡捕房派人抓获的，所以国内舆论强烈要求将此案移交中国司法当局审理。几经交涉，4月16日，英法租界将应桂馨和武士英两人移交上海地方检察厅看管。
经查明，武士英其年22岁，山西人，曾在云南当兵，历任营长等职，退伍后流浪到上海，失业。审讯时，武士英将杀人动机和一切责任都揽到自己身上。
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应桂馨，又名应夔丞，浙江人，有资料显示他曾是同盟会员，跟随陈其美参加革命，担任过孙中山的总统府庶务科长，“刺宋案”发时为江苏巡查总长。
洪述祖，江苏常州人，原为直隶候补道，后得到袁世凯赏识，其时为内务部秘书。
随后，检察厅公布了查抄的电函。这些洪述祖和应桂馨的来往电文均使用了大量暗语。如3月14日，应桂馨致电洪述祖，“梁山匪魁四处扰乱，危险实甚。已发出紧急命令设法剿捕之”——外界猜测，这可能指的是宋教仁在各地进行演说，批评政府，应该派人刺杀;3月21日，应桂馨又致电洪述祖称：“梁山匪魁，已被剿灭，我军无一伤亡。”——应该是指刺杀宋教仁成功。
4月24日，武士英突然在狱中死了，而且死因不明。舆论一时大哗，认为这是袁世凯和赵秉钧杀人灭口。
当时应桂馨在狱中过着非常舒服的生活，据当时报纸披露，应桂馨开始还用手帕涂抹吗啡浆过瘾，随后公然抽鸦片烟。为了防止应桂馨也突然死亡，法院下令，禁止其再抽鸦片。
内务部秘书洪述祖案发后逃到了青岛德国租界。袁世凯派内务部次长言敦源到青岛交涉，但德国方面拒绝引渡洪述祖。
由于洪述祖无法到庭，赵秉钧又对“宋案”有重大嫌疑(当时赵秉钧为内阁总理兼内务部总长，洪述祖为内务部秘书)，5月8日，上海地方检察厅发出传票，要求赵秉钧到案就质。
