葛礼山不为所动，在他的强硬命令下，小田贝只好下令佐尼干，将日本间谍移交给中国政府。但同时，葛礼山与杨儒在华盛顿达成君子协议，中国政府承诺给日本间谍公正的审判，并在老田贝返回北京任上之前，不作出任何终审判决。
两名日本间谍被移交给中方后，中国十分重视，两江总督刘坤一亲自下令将人犯押到南京审讯。同时，在天津和浙江也发生了两起日本间谍案（即石川伍一案、藤岛武彦/高见武夫案，详见本刊此前专栏），都受到美国领事的强烈干预，美国军舰甚至应其驻宁波领事福乐（Fowler）之要求而前往示威。
美国国务院明确了美国处理此类事务中的界限后，天津和浙江的间谍案也很快审理完毕。随后，这五名日本间谍分别在南京、天津、杭州被斩首处决，但并未事先通知美国方面。宗方小太郎在10月10日的日记中记载道：“研究所之学生楠内友次郎、福原林平亦自上海槛送至南京，上月二十四日被处斩首云。嗟，痛哉！”
小田贝对其上司的指令耿耿于怀，继续写信与葛礼山辩论法律问题，尤其是指出在上海有着十分复杂的、相互纠缠的中西审判体系，完全不必将日本人引渡给中国，他认为葛礼山向中国政府妥协的举动，将会破坏西方人在中国享有的治外法权，导致中国本土审判权的复归。这其实正是问题的本质，在华的西方人社会普遍对葛礼山感到不满，正是认为美国政府此举大长了华人的威风、大伤了洋人的面子。
同样被葛礼山激怒的还有驻宁波领事福乐，他是一名著名的扩张主义者，他将这些事件通报给了马萨诸塞州的联邦参议员洛奇，后者随即在国会对葛礼山的政策进行了猛烈攻击。在议员的鼓动下，美国报章开始连篇累牍报道上海间谍事件，攻击葛礼山和现政府，认为是美国政府的冷血和愚蠢葬送了两名日本青年的生命。其中，《哈泼斯周刊》的报道因直接采访了佐尼干，成为最有影响力的文章。《纽约世界报》（NewYorkWorld）甚至公开质问“葛礼山脑子是否正常？”，认为“一个正常的领导人不会这么做的”。亲政府的报刊则在葛礼山协调下，展开了微弱的还击，为政府的行为辩护。
上海间谍事件演变为美国国内政治斗争，国务卿葛礼山严厉指责了小田贝和佐尼干。小田贝和佐尼干见到事件已经危及到现政府的稳定，随即改变口径，承认了这两名日本人从事间谍活动证据确凿。在亲政府的议员帮助下，葛礼山最终抵抗住了国会中反对派的猛烈攻击。
葛礼山指责中国公使杨儒没有遵守双方约定，中国政府擅自处决了两名日本人，杨儒一开始还推说中国政府不可能实施处决，随后则辩护说，他从未向葛礼山承诺过不处决日本人，是葛礼山误解了他的意思。
有意思的是，在这场间谍风波中，日本的外交机构并没有在前台大肆活动，而日本外交文件显示，他们在认真研究相关法律后，也认为美国政府的确没有权利干预中国对日本间谍的审判和处置。这成为美国支持民主党的报刊为政府辩护的重要理由。
心力交悴的葛礼山随后猝死在办公室内，成为少数殉职在工作岗位上的美国政治家之一。
《哈泼斯周刊》对两名日本人的“勇敢”表示了敬意，报道说他们宣称：“你们可以杀我，但我的天皇会以我为荣”，报道认为这“更能体现日本人的精神”。楠内曾在家书中道：“今日之事，乃国家安危之关键，皇运隆盛之所系。苟帝国臣民临事而偷安，异日之事不可问矣。”拳拳之心溢于言表。而福原曾在乘船侦察长江时作了六十多首七律汉诗，其中有云：“欲试长江万里游，飘然来投月明舟。把杯堪笑人间事，越水吴山使我愁。”，颇有豪情。据日本史料记载，他的未婚恋人山本幸子，读到了他写给她的另一首七律：“卿在瀛洲北海天，余游万里蜀吴川。此江月营此真影，写出往时奇遇缘”，大泪滂沱，立誓终身不嫁，致力女子教育。此故事今日读来也令人感慨万千。
这一轰动美国的上海间谍事件，不仅谱写了中、日、美之间的“三国演义”，更引爆美国内部政治斗争。美国国务院与其派驻在中国的使节之间所爆发的激烈分歧，也体现了当时美国外交政策的大纷争。抱持扩张主义的驻华使节们希望利用此事，在东亚为美国攫取更大的利益空间。而美国国会的强力介入，则不仅有政见上的分歧，更有现实政治斗争的需要。上海间谍门事件成为美国内政、外交的焦点问题，轰动一时，在大量的报道中，中国野蛮、落后、背信的形象被进一步宣扬，为日后的大规模排华运动积累了相当的民意基础。
甲午战争是刚刚走出内战的美国第一次介入国际事务，是其主动“睁眼看世界”和“伸手管世界”的开始。上海间谍门事件则是美国理想主义的最后一次献演，从此美国东亚政策被彻底修改，不干预主义让位于炮舰政策，跟在狮子后面拣骨头吃的“豺狼外交”（JackalDiplomacy）被放弃，美国越来越深地开始主动卷入东亚事务。
上海间谍门事件也是满清最后一次得到西方大国的平等对待，此后，甲午战争彻底暴露了满清的虚弱，世界上再也没有一个强国给予中国平等待遇，如何瓜分中国成为东亚国际政治主流。
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