1913年3月20日晚22时，宋教仁从上海搭火车赴北京，当宋走至车站入口的剪票处，宋刚伸手去取收票员剪完之车票时，突然一声枪响，宋大叫:“我中枪了，有刺客。”只见一个穿黑呢军装的矮汉子，从人群中不顾一切地窜逃。当时，宋的朋友黄兴等立即把宋送到附近沪宁铁路医院医治。当晚动手术钳出子弹，发现子弹有毒，伤势十分严重。22日晨，因弹毒剧发，不治身亡。

袁世凯得知宋教仁被刺，21日他即致电慰问:“岂意众目昭彰之地，竟有凶人敢行暗杀，人心险恶，法纪何在?”称赞宋教仁为“中国特出之人材”，“再阅数年，经验宏富，总理一席固胜任愉快者”。22日，他又电饬江苏都督程德全、民政长应德闳“穷究主名，务得确情，按法严办。”

但是，仅过两天，暗杀宋教仁的真相就大白于天下了。3月23日，一个古董商向上海租界捕房报告说:一星期前，他到应桂馨家里兜售古董字画，应拿出一张照片来，叫他把照片上的那个人杀掉，许给1000元。他拒绝承担这件事。今天，他在报上看到宋教仁的照片，正是应叫他暗杀的对象。捕房根据这线索，当天逮捕了应桂馨，次日正凶武士英也落网，而且从应家中搜出五响手枪一支，枪内尚存子弹二粒，未曾放出，拆验枪弹，与宋教仁腰间挖出的子弹样式相同。同时从应桂葬家中搜出赵秉钧给应的密电码一册和嘱应“以后有电直寄国务院”之密函一件，又有内务部秘书洪述祖指示应桂馨行刺之函电多件，而且在洪致应的函电中，有多处提及袁世凯和赵秉钧指示暗杀事。确凿无疑的证据证实，谋杀宋教仁的主谋者不是别人，就是堂堂大总统袁世凯和国务总理赵秉钧。

辛亥革命前赵秉钧曾任清政府巡警部右侍郎和民政部大臣。辛亥革命后，先任内务部总长，后任内阁总理兼内务总长。

宋教仁被刺杀，是民国成立以来第一次震动全国的政治阴谋大血案。

宋教仁是一个有理想有操守的资产阶级民主革命家。袁对宋亦曾着意拉拢，慷慨“解囊”相助。一日，送去一套价值3000元的西服和一张50万元的交通银行支票，并表示如不够用还可增加。宋则原物奉还。袁对宋教仁既嫉恨又害怕。特别是国民党在1912年底到1913年初的国会大选中，参众两院议员，国民党竟占392席，取得绝对优势。宋教仁准备利用国会的优势，拟组织真正的“政党内阁”，以削弱袁世凯的权力时，袁咬牙切齿地说:“宋教仁意欲组织政党内阁耶?抑何相逼之甚也。”袁暗萌杀意，密令心腹赵秉钧谋之。赵秉钧一向以北洋派的“智多星”和袁“皇帝”的“当朝宰相”自居。如今国民党内突然钻出来一位“宋大哥”要抢他的位子，他当然不会允许。但赵秉钧是个阴沉狠毒的人物，表面上反而与宋加强了友好关系，阴谋诡计却隐藏在后面。唐绍仪内阁期间，宋教仁任农林部总长，唐绍仪辞职后，宋亦辞去总长职住在北京西直门外农事试验场。每于夜间进城，常到国务院秘室，与国务院总理赵秉钧对谈，至天明始返。二人交谈时，“赵不时拍宋之肩而言事，状极昵近”。宋对袁世凯和赵秉钧的暗杀计划，毫无察觉。

宋案急转直下，袁非常难堪，连续编造事实进行遮掩。

对赵来说，堂堂总理，竟是宋案的主谋人之一。他虽百般抵赖，矢口否认，但做贼心虚，案发后，赵秉钧曾将国务院秘书长张国淦约到家中，见面后即连连作揖不止，口称“此时只求免职，才可免死”。之后他以“感患牙痛兼头眩”为名引嫌自请免官。7月16日袁世凯准他辞职，段祺瑞代理总理。第二天，袁世凯即命他为步军统领兼管京师巡瞥事务。7月21日，又命他担任了北京警备区司令官。

1913年7月，应桂馨被人从狱中劫出来，竟公然向袁发出兑现“毁宋酬勋”的诺言的威肋，结果应被袁派人刺死。

早在“二次革命”后，袁世凯已改派赵秉钧接替冯国璋担任直隶都督。赵秉钧得知应被刺消息，曾打电话到总统府询问谁叫人把应打死，回说是总统的意思。赵说:“这样，今后谁还肯为总统出力?”赵秉钧虽为袁世凯效尽犬马之劳的心腹人物，但因他是“项城之智囊”，对袁世凯的诸多无耻行径，知之甚细。如今袁发现赵对他杀应桂馨有不满情绪，袁深怕赵“暴其隐私”，为杀人灭口，故决心把他也干掉。表面上，袁与赵仍十分友好。1914年2月27日，赵“腹泻头晕，厥逆扑地”，七孔流血而死。据了解内情的人说，系袁世凯买通赵的厨人，在饮食中下毒，把赵毒死。

赵秉钧死后，袁世凯假惺惺地表示痛惜，下令照陆军上将例从优议恤，以后又批令，为赵在北京和天津两地各建专祠一座。1915年12月12日，袁世凯称帝时，追封赵为一等忠襄公。