10月武昌起义成功，陶成章立即回国，在江浙各地四出奔走，号召旧部起义。由于浙江各地及上海、江苏都有光复会的势力，因此上海及江浙的光复，多是同盟会员与光复会员协同联合各种革命力量共同奋斗的结果，其中自然有陶成章多年努力的一份功劳。他为恢复光复会的旗帜，重振光复会，声望卓著。浙江军政府成立后，他被举为参议会参议员，并有继汤寿潜（调任交通总长）出任浙江都督之说，章太炎连发两电举荐，光复会员和浙江的其他革命党人也都附和。报上出现不少拥陶言论，如说：“成章早一日莅任，即全浙早一日之福”，“继其任者，惟有陶焕卿，斯人不出，如苍生何！”

　　但是在陈其美看来，陶成章如果出任浙江都督，将会对同盟会构成威胁，因为他想的是要“立奇功于长江下游”，要使“同盟会化为永占优势之政党，始可无恨”。他对陶原来就成见很深，光复后对陶不赞成由浙江拨款支持上海、不准自己动用南洋华侨的捐款更是不满。他还嫉恨陶在上海闵行一带练兵。他把陶看成眼中钉，于是断然决定要对陶下毒手。

　　据一些史料记载，当时上海已传出有人要刺陶的消息，陶成章亦有所闻，但他不以为然，仍忙于筹措经费，排难解纷，身心交瘁，寝食未安。后来在友朋同志的一再劝说下，才先后避居在客利旅馆、国民联谊会、江西路光复会机关所、汇中旅馆，后因身体不好又住进了法租界金神父路（今瑞金一路）矿慈医院。这时，陈其美就把刺陶的事交付给他最亲信的盟弟蒋介石。蒋介石领命后，于1月12日在江西路光复会机关所假意访晤了陶成章，说双方没有什么歧见，不要听信那些谣传等等，显得十分融洽。临别时蒋问陶的住处，说便于以后拜访。陶就在一张条子上据实写了自己在广慈医院的病房号。

　　蒋介石先已收买了光复会叛徒王竹卿，探得陶成章的住址后，即赶到福州路四海升平楼找王；“持银饼二百元，怀手枪一具；某（王）即以指茶茶书三点水旁于桌示介石，介石摇首，某又蘸水书耳旁，介石颔之。盖水旁谓汤寿潜，时寿潜任浙督也。耳旁则成章也”。当晚10点，有人拿了一封信到广慈医院找陶，说是从杭州来的浙江临时协会的快信，是蒋介石转交的。第二天陶才发现这封信是假的，因为浙江只有临时议会，而并没有临时协会这个名称。但是他没有想到这是蒋介石在核实自己的住处。

　　1月14日凌晨2时许，王竹卿等两人西服革履，潜入广慈医院，登楼说有要事相访，由服务人员引导进入陶的卧室，两凶手喊了一声“陶先生”，即拨出手枪射向陶的头部和胸部，陶当即毙命。凶手还以枪威胁服务人员和邻室病人不准声张，否则即以子弹奉赠。

　　杀陶消息传出，全国震惊。孙中山下令陈其美必须“严速究缉，务令凶徒就获，以慰陶君之灵，泄天下之愤”。人们悲愤异常，光复会方面要缉拿凶手的呼声异常强烈。陈其美惊慌万分，为掩盖真相，即让蒋介石离开上海避去日本，假言留学深造。蒋前后将近一年始回国。

　　蒋介石是陶案当事人，他自己也是供认不讳的。在《中正自述事略》中，他详细叙述了刺陶这件事，说自己对陶的成见由来已久，而武昌起义后他更认为陶“回国即与英士相争，不但反对英士为沪军都督而颠覆之，且欲将同盟会之组织根本破坏，而以浙江之光复（会）代之为革命之正统”，“故再三思索，公私相权，不能不除陶而全革命之局”，他说；“余因此自承其罪，不愿牵系英士，乃辞职东游，以减少反对党之攻击本党与英士也。””

　　杀害陶成章，当然不是像蒋介石自我吹嘘的那样，是什么“辛亥革命成败最大关键”，而是陈、蒋以凶残的手段排斥异己，翦除政敌，做出了这种亲者痛仇者快的错事来，加剧了同盟会和光复会之间的矛盾和裂痕，破坏了革命力量的团结，使光复会失去了一位强有力的领导人，是对光复会的沉重打击。不能不看到，正是由于陶案，陈其美把自己置于光复会的对立面，致使后来在反袁的二次革命中失去了光复会这一重要支柱，严重削弱了革命实力，给民主革命带来了相当严重的损害。

　　当然，把陶案的性质无限上纲，说成是反革命暗杀案也是不妥的。它毕竟是属于资产阶级内部两个革命团体长期蓄积的矛盾不能正确处理，而在新的历史条件下恶性发展的一幕同室操戈的悲剧。它同陶案前后陈其美排挤李燮和、诱杀陶骏葆（镇江军政府参谋），以及陈炯明在潮汕迫使南路进行军许雪漱、陈宏生缴械并杀害许。陈连同一气，使光复会在革命势力内部倾轧中大为削弱直至消亡。

　　具有讽刺意味的是，陈其美、蒋介石杀陶，打击了光复会，非但没有使同盟会成为“永占优势之政党”，相反倒是大大削弱了革命力量，而在一年多后便被袁世凯在二次革命中击败，陈其美、蒋介石连同革命领袖孙中山等都只能亡命海外，不能不说这是一个惨痛的历史教训。

　　1913年7月，反袁斗争的上海战事爆发后，蒋介石在孙中山“劝说”下留沪，跟随陈其美“躬赴火线，往来指挥”。反袁失败后，陈其美赴日，“出国前，将上海方面工作交由蒋公负责”。不久，蒋介石也赴日。在1913年9月23日日本外务次官兼外务省政务局长松