在徐恩曾、谷正伦、王固磐四处抓捕余党时，戴笠的目光就转向了刺客的幕后主使。11月2日，也就是案发次日，他就获得了陈光国的些许口供；几天后，《唐纵日记》写道，“陈光国，现在证明他最低限度与暗杀者有过组织上的关系，有目的来参加我们的团体”。这个口供，使原本坚信不疑的陈璧君渐渐动摇了。
紧接着，戴笠抓获了刺客孙凤海之妻、被称为“天生丽质”的崔正瑶。对这个弱女子的刑讯逼供，是号称三民主义、“五权宪政”的中华民国最令人发指的行径之一。但它使戴笠获得了更有价值的口供。伴随着大卷大卷案宗送往汪公馆，“改组派”不再怀疑蒋介石了，而其他派系也无话可说。几十年后，魏斐德写道，“（那名案犯）的改组派身份，终于使陈璧君相信蒋介石并非是谋杀她丈夫的后台”（魏斐德，《特工王戴笠》）……
直到此时，戴笠才开始追捕该案的两名幕后人物——余立奎和王亚樵（民国“暗杀大王”）。
抓捕余立奎，后来被戴笠视为毕生最屈辱的事件之一。《戴笠年谱》记载，这一天，戴笠率领二十余名特务分批前往香港抓捕余立奎、王亚樵；但王亚樵早已得到了消息，他密报香港警务处，有人私带武器入境，结果戴笠“为警务处处长亨利·勃朗囚禁，关押三日，直至南京送来持枪证始释……自称系民国十七年后唯一一次坐牢”……
直到当年年底，戴笠才抓捕了余立奎。但，此后几个月，为引渡余立奎，戴笠与港英当局开始了没完没了、近乎马拉松式的扯皮。港英法庭强调，作为十九路军团长，余立奎是政治犯，香港政府不能予以引渡；戴笠反唇相讥，他说，余立奎更重要的身份，是王亚樵斧头帮、“暗杀团”的副首领，他所介入的刺汪案是杀人凶案，应按刑事犯条例予以引渡。而当港英法庭要求提出证据时，戴笠上下其手，他委托自己聘请的英籍律师史杜沙剌到处打点，“贿赂总督公署一次即达二十万，贿赂香港法庭先后花了四十万……一时之间，香港司法界无不引为笑柄，说南京政府钱太多，我们帮它花一花”（余立奎，《我作为刺汪案要犯逮捕、引渡、判刑的前后经过》）……
戴笠的这些活动，既明目张胆，又手笔浩大，以至于首都警察厅的一些老侦探也颇为不满。一名警官甚至面告余立奎，“这个案子，有人花了一百多万元，还没有抓到真正的主犯”。但，与国民党“五大”的顺利进行、蒋介石罪名的洗刷，以及汪精卫与李济深的从此反目相比，这些钱又算得了什么？后来，台湾学者、《戴笠传》作者良雄认为，戴笠之所以深受蒋介石信任，“系闽变、刺汪案及西安事变之表现所铺垫”。（《蓝衣社》，丁三著，语文出版社）（下）