“刺宋案”發生後，正在日本訪問的孫文聞訊，當即發出急電，“望黨人合力查明此事原因，以謀昭雪”。袁世凱得知此事後，感歎道：“國民黨失去宋鈍初，少了一個大主腦，以後越難說話。”遂命擬電報，擬優恤命令；黃興與陳其美各方聯絡，致函上海公共租界總巡捕房，懸賞萬元緝拿凶手；江蘇都督程德全通電全省：“如凶手就縛，當立予賞洋一萬元，通風報信、身充眼線因而拿獲者，給洋五千元”；滬寧鐵路局認為凶案發生在火車站內，有損鐵路局聲譽，也主動懸賞五千元緝凶。
上海地方檢察廳組織警力，對凶案現場進行了調查取證，盡管現場沒有人看清凶手的長相，但地方檢察廳通過細致的調查，還是初步得出了一些判斷。
首先，凶手行刺之時，距離宋教仁僅僅數步之遙，敢走得這麽近，一定不是宋教仁認識的人。其次，凶手既然與宋教仁素不相識，那他行刺宋教仁的原因，一定不是宿怨私仇。除此之外，凶手行刺時舉止從容，逃跑時方向明確，附近一定有藏身之處或接應之人。
地方檢察廳由此得出結論，該案是“為人買通行刺，故就性質而論，破案獲凶或非難事也”。
地方檢察廳雖然做出了破案或許並不難的判斷，但也完全沒有預料到，這件案子的破獲，竟然遠比想象中還要來得輕鬆。
第一條線索，出現於案發後的第二天，來自於六野旅館的旅客。
這位旅客向國民黨方麵舉報線索，說住在六野旅館十四號房的武士英行為舉止可疑。
據該旅客透露，武士英是山西人，麵目凶惡，身材短小，自稱是雲南軍隊的管帶，可是平時吃穿卻非常拮據，有時還會向旅館內的其他旅客借錢。
三月二十日上午，該旅客看見武士英引領幾個陌生人走進了六野旅館，進入了十四號房，想必是商談事情。不久後，這些陌生人便離開了旅館。