吴秉一回到开封，就再次带着礼物和“花名册”、假证件，找到了权沈斋。这一次，权沈斋看到伪造的“花名册”和一系列的证件后十分开心，第一次与吴秉一详细地聊了起来。在聊天的过程中，权沈斋突然问吴秉一是不是认识牛子龙。
吴秉一早就从徐景吾那里听说，日伪汉奸急切地想抓捕牛子龙立功，于是他爽快地回答权沈斋，说自己和牛子龙曾经在狱中相识，但出狱后各奔东西，失去了联系。
权沈斋一听吴秉一认识神龙见首不见尾的军统河南站行动组组长牛子龙，心中大喜，邀功心切的权沈斋立即答应帮助吴秉一加入“皇军”。随后，权沈斋迅速前往吉川贞佐的特务机关，把吴秉一的情况报告给了吉川贞佐。
吉川贞佐得知吴秉一的情况后也十分高兴，但老奸巨猾的吉川贞佐生怕其中有诈，命令权沈斋一面拉拢吴秉一，一面密切监视吴秉一，同时还要设法考验吴秉一。
这一天，吴秉一正在街上散步，一个鞋匠模样的人突然跑到他身边，对他说有几个“同志”被捕，让他设法营救。吴秉一下就认出了这个冒牌货，于是狠狠甩了他几个大嘴巴，接着就走回了自己的住处。
吴秉一刚到家，板凳还没坐热，就听到街上警笛大作，然后两个披头散发的女青年闯进他家，一把拉住他，说自己是抗日学生，遭到了日伪特务的追捕，请求吴秉一救救自己。吴秉一一眼就看出这是日伪的鬼把戏，于是一手扯住一个女特务，跑到街上大声嚷嚷，叫来了日伪军，把两个日伪派来的女特务交给了伪军。
类似的“考验”又接连发生了几次，但是都被斗争经验丰富的吴秉一巧妙应对过去了。
几天后，吴秉一找到权沈斋，说自己已经联络上了牛子龙，而且牛子龙十分愿意和“皇军”合作。而权沈斋则对吴秉一说，“皇军”已经掌握了可靠情报，重庆方面最近要调拨一批美式左轮手枪和先进的爆破器材给军统河南站，如果吴秉一真的联系上了牛子龙，并且牛子龙真的愿意与“皇军”合作，就请把上述武器中一样拿来一件做见面礼。
几天后，吴秉一带着牛子龙交给他的美式左轮手枪和爆破器材找到权沈斋，并且请权沈斋引荐自己面见吉川贞佐，声称自己想亲手把这些东西交给吉川贞佐，以博得吉川贞佐的重用。权沈斋向吉川贞佐转告了吴秉一的要求，吉川贞佐最后决定与吴秉一见面，但要求吴秉一把队伍带过来，给他亲眼看一看。
吴秉一听说吉川贞佐的要求后，立刻让权沈斋转告吉川贞佐，说调动队伍动作太大，恐惊动国民党，他只能先把队伍悄悄带到开封城外，然后自己带着几名骨干人员面见吉川贞佐。
1940年5月15日下午，吉川贞佐通过权沈斋要求吴秉一在当天晚上带领其武装力量的骨干人员前来山陕甘会馆见面，而吴秉一的其余人员，则驻扎在开封市董章镇西，等候“皇军”改编。
吴秉一接到权沈斋告知自己的面见吉川贞佐的消息后，立刻报告了牛子龙，牛子龙迅速命令中共地下党员王宝义和刘胜武、姚栓紧、张茂亭等三名军统特工，和吴秉一一起前往开封面见吉川贞佐。随后，牛子龙迅速集结了部分训练有素的军统特工，让他们迅速前往开封市董章镇西，以应对日本人的“点验”。
当晚，吴秉一面见了吉川贞佐，对于吉川贞佐提到的一系列问题，吴秉一对答如流，吉川贞佐对于“积极投诚”的吴秉一十分满意，不但夸奖了他，还给了吴秉一两张出入特务机关的特别通行证，并要求吴秉一在5月17日傍晚，将他所率人马的“副司令”王宝义也带来见一见。
1940年5月17日傍晚，吴秉一和王宝义按照约定时间来到了山陕甘会馆，两人凭借特别通行证顺利通过门卫，来到吉川贞佐所在的后院。
两人刚到吉川贞佐门外，就掏出枪来，这时候，一个日本士兵看见两人掏出枪来，迅速冲了出来。吴秉一抬手一枪，就把那个日本兵打倒了，然后以迅雷不及掩耳之势冲进屋内，先击毙了一个正在与吉川贞佐说话的日本军官，然后又瞄准了吉川贞佐，没想到，连开两枪，枪都卡壳。情急之下，吴秉一将卡壳的手枪狠狠砸向吉川贞佐，然后拔出腰间的20响的驳壳枪，对着吉川贞佐连开数枪。吉川贞佐瞬间就被打成了“马蜂窝”。
在吴秉一击毙吉川贞佐的同时，王宝义也把后院的其他敌人解决掉了。与此同时，为了掩护吴秉一和王宝义，在门外负责接应的军统特工们点燃了鞭炮。门外震天响的鞭炮吸引了守卫前院的日本兵，士兵们都跑到门外去看热闹，被门外的热闹场面逗得手舞足蹈，都没有注意后院发生的刺杀事件。
在将后院的全部敌人击毙后，吴秉一将吉川贞佐办公桌内的所有文件和枪支都揣在了身上，然后和王宝义一起大摇大摆地从前门出了会馆。出门后，两人迅速与接应人员会合，然后在最短的时间内撤出开封，回到了郑州。
这次刺杀行动成果显赫，除击毙了特务头子吉川贞佐外，还击毙了日军驻开封地区部队参谋长山本大佐、日军视察团团长瑞田中佐以及日本宪兵队队长藤井治少佐。
刺杀行动结束两天后，《河南民报》才在重要版面上报导了这一消息，随后，国内外各大报纸也刊登了这条消息，一时间，吉川贞佐被刺案成为震惊中外的大事件。
根据有关材料记载，吴秉一在成功刺杀了吉川贞佐后，继续在共产党的领导下从事抗日活动，一直到1944年，豫湘桂战役爆发，国民党军队弃城逃跑，吴秉一才与党组织失去了联系。然而，吴秉一始终没有放弃抗日，他利用国民党军队丢弃的武器装备，组织抗日民众组建了“豫西抗日剿匪军”，继续与日寇英勇搏斗。“豫西抗日剿匪军”后来与八路军豫西支队又取得了联系，这支队伍在中国共产党的领导下，为抗战立下了赫赫战功。
抗战胜利后，吴秉一到延安工作学习，在延安期间，他还受到毛泽东、朱德等中共领导人的亲切接见。1949年，吴秉一受邀参加开国大典。1956年，吴秉一从部队转业到天津工作。1983年，吴秉一因病去世。
而牛子龙，则在解放战争中历任解放军太行军区民主建国支队司令员、解放军9纵80团团长、豫陕鄂军区第5军分区驻宝丰马街专职副司令员、许昌军分区副司令员、衡阳军分区副司令员等职。解放后，历任湖南省军区参谋科业务学校副校长、军区军政干校校务处长。1953年任湘潭地区专署副专员、省政协委员。1964年8月16日病逝。
张茂亭、姚栓紧、刘胜武、徐景吾等人鲜有史料记载，据说建国后为了保证其人身安全，避免日伪特务家属寻仇，都已更名改姓，调往其他地方工作，也有说，陕西著名的秦腔的元老级编导张茂亭，即为刺杀吉川贞佐的张茂亭。