清廷指令天津团练侍郎王文锦秘密查访。结果发现，天津街头巷尾确实传言张士珩在管理天津军械所期间，曾盗卖军械给日本人。现时，张士珩携家人回江南隐匿，建议朝廷派人捉拿。

9月25日，朝廷派出与李鸿章政见多有不合的两江总督张之洞。张之洞在办理涉及到自己“政敌”的案件时，十分谨慎，也很公正。

他首先派人前往张士珩原籍合肥“捉拿”，但张士珩实际是因为父亲张绍棠去世，回来奔丧的，并非“隐匿”。

当他得知自己掌管的军械所书办刘芬通敌之事后，便自行到当地官府投案。经张之洞亲自审讯，张士珩坚决否认有盗卖军械之事，更谈不上将军火卖给与日本人。

同时，张之洞以朝廷的命令敦促天津官府将王文锦当时调查的人质遣送到江南，以便随时对质。而这些曾被调查的人，都一直认为“张士珩盗卖军火”一事，纯粹是“听说”而已，根本没有事实证据。

张之洞还通令海关税务等相关部门，将张士珩出任天津军械所委员四年内的所有军械进出账单、税单、清册等一一检出清查，发现天津军械所的任何一笔军火进出，都有相关好几个部门签押铃印，张士珩不仅没有私自盗卖事实，即便他想盗卖，也断然盗卖不成。

张士珩在出任天津军械所委员的四年内，涉及到枪支进出的总数也不过三千杆，“四万杆枪支”的事，连影子也不存在。

张之洞对这件事的处理还是比较公正的，在给朝廷的结案奏报中称：“窃思张士珩举人出身，官至道员，家计殷实，无论如何昏迷，当不至自居于乱民叛党之列。”“惟查该员系大学士李鸿章之至戚，……今以本局书办通敌窝­奸­，情同叛逆，而该员不能自行及早查出，是非寻常失察可比。”请求朝廷将张士珩作撤职处理，并得到了朝廷的批准。

李鸿章也向朝**自罪折：“前上海获倭人石川伍一，今已在上海自杀身亡，日人之间细无从查获。已饬津海关道盛宣怀严密根究，但石川伍一一案证据确作，与已革书吏刘芬质讯，无可狡辩，始均供认：私抄北洋水师炮兵数清单，淮军布防之密情。石川伍一已亡；刘芬即行正法。军械所督办张士珩以玩忽防务而被革职。

李鸿章向朝**了折后，反李鸿章的还要继续发力弹劾他。但慈禧告谕光绪，李鸿章乃国之柱石、大清之中流砥柱，不可废之，此事到此为止。同时慈禧也向刘飞扬发密电，不许他再纠缠此事。

石川伍一一案在慈禧的­干­预下，逐渐风平浪静，李鸿章无乎毫发无伤。

但日本却是很高兴，在华间谍首脑荒尾­精­感叹道：“潜伏于天津之石川君虽亡但亦不失为一世之快男儿也。足以愧死­肉­食苟安之惰夫矣。予望其从容就死，示奴辈以神州男儿之真面目。而他以其身亡却引得清国南北两大支柱之失和，更为此事之­精­妙。清国南北联手，则日本伐清难矣，现两方不和则攻清有望。”

石川伍一一案落下，日本没有发现他们已经被盯上了，而只是以为是个意外事件。同时，他们更为石川一案引起李鸿章和刘飞扬矛盾感到意外之喜，认为石川的死亡更是值得。