不久，清廷警察侦出装炸药的铁罐是“守真照相馆”向骡马市大街鸿太永铁铺定做的。遂派人化装混入照相馆，盗出革命党的机密文件，证实此次暗杀正是革命党所为，首谋即是朝廷通缉的汪精卫。4月16日，汪精卫、黄复生被捕。4月29日，清廷以汪、黄二人“误解朝廷政策”为由，免除死罪，判永远监禁。
汪精卫被捕后，孙中山喟然长叹道：“兆铭是吾党一位大人才，失去他好比断了我一只手臂。”胡汉民亲自奔走各地为营救汪精卫演讲筹款，同盟会东京总部和世界各地的支部均发起营救汪精卫的行动。通过营救汪精卫，一度陷于分裂的同盟会开始弥合，民众重新对革命党有了信心。这正合于汪精卫的初衷。
汪精卫在北京狱中，转眼即是严冬。一夕风雪交加，夜未成寐。忽狱卒悄悄“示以片纸，褶皱不辨行墨，就灯审视，赫然冰如（陈璧君字冰如）手书也”。狱卒附耳告汪，此纸乃传递辗转而来，速要回函。汪精卫遂改写清顾梁汾寄吴季子（吴汉槎）的《金缕曲》，“虑其留京贾祸，词中峻促其离去”，付狱卒转陈璧君。来书则“留之不可，弃之不忍，乃咽而下之”。后汪精卫以此词改自顾词，有抄袭之嫌，“无可存之理”，“所以存之者，亦当日咽书之微意云尔”。其词如下：
别后平安否？便相逢凄凉万事，不堪回首。国破家亡无穷恨，禁得此生消受，又添了离愁万斗。眼底心头如昨日，诉心期夜夜常携手。一腔血，为君剖。 泪痕料渍云笺透，倚寒衾循环细读，残灯如豆。留此余生成底事，空令故人潺愁，愧戴却头颅如旧。跋涉关河知不易，愿孤魂缭护车前后。肠已断，歌难又。
据说，几天后狱卒又转陈璧君一信，信中有：“四哥，我将遵嘱离京，然此前有一事相商。你我目前既不可能举行婚礼，但可否自此在心中宣誓结为夫妇？”
埋设炸弹前，汪精卫曾找陈璧君进行过一次严肃的谈话，道:“现在就要行动，我们都可能牺牲，我已没有再活下去的打算，望你认真考虑。”陈璧君道:“我非单为刺杀摄政王而来，是因爱你才来。我当然参加行动。不过，万一我们能活下来，我愿把一切献给你，做你的妻子。望你能答应我。”汪精卫本不爱陈璧君，此时为她的真情所感动，点头应允。当下，陈璧君再次提出，汪精卫咬破手指，血写一“诺”字。陈璧君接到汪精卫的血书哭了三天，又为汪精卫终于接纳自己而欣喜不已，随即离京前往南方，继续革命。
又说，汪、黄被捕时，陈璧君捉住汪精卫之手，泪眼婆娑道：“四哥，你怎么处置我？”汪精卫慨然道：“我与你相交日久，相爱甚深，原以为来日方长，未及谈婚论嫁，今日我去，必死无疑，然我二人身份未明，无非可一言而定，你肯为我精神上的妻子吗？”陈璧君于愿已足，破涕为笑：“四哥且放心去，我将一生一世为你而守！”
同盟会各同志特别是陈璧君四处奔走，费尽心机营救江精卫，但未成功。1911年10月10日武昌起义爆发，二十多省宣布独立，清廷为挽回颓势，27日发布《罪己诏》，30日开放党禁，同日，内阁奏请释放汪精卫等人，中有：
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