时机好把握，得手后行动人员便于撤出，就是有麻烦事的话处理起来也方便。第二套方案是，准备在中央研究院附近下手，在时机把握上也容易，缺点是下手时如被租界巡捕发觉的话，行动人员撤出较难。戴笠对这两个方案反复比较后，感到第一套方案易于成功。
但这毕竟暗杀的不是一般的对象，戴笠考虑再三后准备把方案向蒋介石报告。去蒋介石那里时，戴笠带上了所准备的两套方案，因为他清楚蒋介石考虑问题历来有出人意料之处，也正因为戴笠时常应变在先才被蒋介石信任。果然，戴笠将第一套方案向蒋介石汇报后，当即被蒋介石否定了。蒋介石沉默许久后，对戴笠说：“大西路和中山路属华界，如在这一带发生了刺杀杨杏佛的大案，必然要被国内各界舆论所追究，到那时案件破与不破都不好交代。再者，‘同盟’的领导人大都居住在租界内，在租界外杀杨杏佛也起不到敲山震虎的作用，只有在租界内执行特别是在宋庆龄寓所附近下手，才能起到一箭双雕的作用，还可以不负破案的责任。”戴笠听到这里，额角上渗出了细密的汗珠，马上把第二套方案拿了出来。蒋介石对这第二套方案看得很仔细，当他得知杨杏佛在亚尔培路的住所距宋庆龄的寓所较近时，便点头说：“很好！你们就照这样去干吧！”
行动方案得到蒋介石首肯后，戴笠当天乘车赶到上海。
戴笠在对行动组人员的名单考虑再三后，确定赵理君和王克全为行动组的组长和副组长。赵理君是四川人，黄埔军校第五期毕业生，有着天不怕地不怕的性格，每遇重大行动能镇定自若临危不乱。王克全是安徽人，原来是中共江苏省委负责人，被捕叛变后被戴笠留用。此人考虑问题周密细致，办事机警敏捷，还具有暗杀和绑架方面的经验。行动组里还有个叫李阿大的，是上海苏北帮的著名杀手，枪法很准，胆量很大。戴笠在确定了行动组人员后，当即宣布了此次行动组的纪律。戴笠说：“大家都知道，我们团体的主要使命就是忠于领袖。为此，在这次行动中每个人都必须使用化名，并严守秘密，对父母妻子以及我们团体内的同事，甚至是直接领导都不得与闻。要做到‘不成功便成仁’，如不幸被捕，应立即自杀，不得贪生怕死，暴露机密，否则将按我们团体的纪律给予严厉制裁。”
过后，戴笠指定在法租界内迈尔西路的一幢三层楼的小楼作为行动组的集合地点，并要王克全率行动组的人员居住进去。同时，戴笠还要赵理君在法租界霞飞路中段的俄国大菜馆的楼上租了房间，作为一线指挥所，并由赵理君在此负责指挥行动组的行动。而戴笠自己在法租界内的枫林桥附近也租了两层楼的寓所，作为他坐镇指挥的总指挥部。戴笠在正式实施暗杀杨杏佛行动前，他让赵理君给杨杏佛寄了封最后通牒式的恐吓信，信内还装了一颗子弹。信的主要意思，就是要杨杏佛必须退出“同盟”，否则将采取断然措施。戴笠原以为此信会多少起到作用，可没有想到杨杏佛接到信后不以为然，根本就没有害怕的意思。杨杏佛秉性本来就刚毅不屈，抱着“革命本是自动的牺牲”的决心，竟然把那信和特务们的手段在报纸上公开揭露了出来。这更使戴笠恼羞成怒了，于是下达了行动命令。
一九三三年六月十七日清晨，这天法租界一带有雾。不过，在太阳出来之前这雾慢慢地散去了。虽然是星期六，但杨杏佛仍旧起得很早，赶到大西路和中山路一带进行跑马锻炼了。此时，赵理君和王克全在这之前已在中央研究院附近设伏。可没有想到，就在杨杏佛出现在赵理君和王克全的视线里时，法国巡捕房的一辆巡逻警车恰好从中央研究院的门前开过。巡逻警车开过后，杨杏佛仍旧在赵理君和王克全的可下手的范围内。但就在他们准备举枪上前时，又有一队换班的巡警走了过来。此时，赵理君和王克全以为整个行动已暴露，不得已撤出了设伏地点。回到枫林桥附近的总指挥部后，戴笠在听取了赵理君的汇报后认为，法租界的巡捕房并没有掌握这次行动的任何消息，意外情况的出现只是偶然的巧合。于是，决定第二天早晨继续进行刺杀。
第二天，赵理君和王克全按照戴笠的布置，提前进入预定地点进行守候。大约八时左右，杨杏佛带着长子杨小佛从院中坐车去大西路的马厩。当杨杏佛的座车开出中央研究院的大门时，赵理君当即指挥守候在四周的特务们从四个不同的方向同时拔枪射击。由于开车的司机首先被击中，汽车很快在原地不动了。也许是同一个时间里的子弹射得过密，车窗的玻璃碎了一地。赵理君走近汽车后，见杨杏佛和他的儿子已被子弹击中，立即下令撤退。此时，四周响起了尖厉
