当川岛芳子将从天津一老字号金店买的金首饰送给六姨太的时候，六姨太彻底相信了川岛芳子就是天宝班的人，于是盛情款待了她。吃饭的时候，川岛芳子有意无意地“提醒”六姨太“我们天津的姐妹真怕您与大帅北归关东，离得远了，见个面也就不容易了”。六姨太随口说：“真让你们猜对了，大帅最近就要返回奉天。”绕来绕去，终于探听到了自己要的消息，借故匆匆离开了帅府。关东军本部从电报里收到川岛芳子发来的情报后，就紧锣密鼓地策划起来。
1928年6月4日凌晨5点半，一列从北平驶来的火车在晨曦当中驶上了沈阳皇姑屯车站附近的大铁桥。突然一声巨响，一整节车厢飞上了半空中。曾经威震四方的东北王张作霖被炸死。事发后，日本兵迅速赶到现场，以抢修铁路为名销毁了现场证据，还抓了两名抽大烟的中国人，诬陷他们是北伐军派来搞爆炸的案犯，两人做了替死鬼，被就地枪决了。
川岛芳子在皇姑屯事件中的表现得到了关东军和日本军部的一致认可，这次行动之后，“间谍之花”“格格间谍”的名号也渐渐在中日两国传开了。