周偉龍、趙理君馬上按戴笠的意圖於1938年8月開始佈置暗殺唐紹儀的行動。並從偵察中獲悉唐紹儀在法租屆富開森路的住宅是一幢造型別致的花園洋房。大門是鐵柵門，經常關著，法租屆特派來幾名巡捕任門衛，對進入唐家的生人要搜查。唐還僱有幾名白俄保鏢，日夜在庭院警衛。住宅裡，只有唐紹儀與其一位女兒同住。女兒常自居一室，不大出門；唐紹儀也常居樓上一室，深居簡出。有幾個傭人與丫環伺候他們。根據這個情況，軍統上海區擬定了幾個暗殺方案：最初他們準備讓謝志磐去串通好唐的司機，乘唐外出時在馬路上狙擊，但考慮到當時馬路上難民太多，狙擊後暗殺者很難逃脫；第二個方案是企圖透過謝志磐作內線，派人帶槍進入唐家刺殺，但又想到唐宅警衛眾多，對進去的生人要搜查，一有動作便被發現。暗殺事件張揚出去，將對重慶當局造成不良影響。正當他們無計可施之時，卻於無意中瞭解到唐紹儀有酷愛古董的嗜好，唐紹儀經常和上海一些古董商來往，鑑賞與收購一些精美的古董。周偉龍、趙理君與謝志磐、王興國等軍統人員協商，制訂了派人冒充古董商進入唐宅，用斧砍劈唐紹儀的暗殺行動計劃。
於是，先由謝志磐與王興國二人到唐公館，向唐紹儀報告有一古董商帶有不少名貴古物，願意廉價出售，唐紹儀聞之大喜，迫不及待要求古董商將文物送到唐公館，讓其鑑定與收購。雙方約定在1938年9月30日古董商送貨上門。在這期間，趙理君設法到上海社會收買一些古物，其中有一隻假宋瓷瓶與一盒“翠玉八駿”最為珍貴。
9月30日上午9時，趙理君親自出馬，打扮成古董商模樣，攜帶花瓶等文物，乘坐一輛借來的小汽車前往唐分館。準備殺唐紹儀用的小鋼斧就放在瓶盒的夾層中，他帶著謝志磐與王興國作嚮導，另派上海特區專門搞暗殺綁架的李阿大作實施暗殺者。李阿大已隨趙理君搞暗殺多年，當年暗殺楊杏佛、史良才就是他們實施的。這次暗殺唐紹儀，算是駕輕就熟，胸有成竹。
車子開進了唐公館的鐵柵門，停在院子裡，趙理君一行下了車。司機立即將車調好頭，卻不熄火，一直讓馬達在空檔上轉，因怕逃跑時臨時發動失靈而誤事。謝志磐先上前向唐公館門衛與傭人講明古董商是應唐紹儀邀請送古特來的，唐紹儀也早就向門衛和保鏢們打過招呼，因此趙理君一行未被搜查，就被傭人領進了樓下一間大客廳裡。傭人上樓去向唐紹儀報告，說謝大爺帶古董商關古物來了。當那僕人離開客廳上樓去時，趙理君見四下無人，就按計劃極其迅速地將客廳香菸盤上插的四盒火柴都取下來裝到口袋裡，而李阿大也將利斧從盒中抽出掖到身上。一會兒，唐紹儀由其僕人攙扶著從樓上走下來。趙理君見他約80左右年紀，鬚眉皆白，雙目有神，身穿接客時穿的禮服，頗有外交家的風度。唐紹儀便吩咐僕人進去拿火柴。唐紹儀住的洋房很大，火柴一類雜放在後面廚房附近的儲藏室內，相距較遠。當僕人轉向走客廳以後，“古董商”便開啟文物盒蓋，請“老太爺”看古瓷花瓶，年邁的唐紹儀戴上老花眼鏡，低下頭去細看花瓶，嘖嘖讚歎，愛不釋手。站在唐紹儀不遠處的李阿大趁機抽出利斧一個箭步上前朝其勁部用力劈去，唐紹儀連“啊呦”都未叫出一聲，便一頭栽倒在花瓶附近的地毯上，腦漿與鮮血滿地流。
趙理君見唐紹儀被砍中倒地，憑經驗知其無救，便指揮李阿大、王興國與謝志磐出門上車，他自己走在最後，走到客廳門口，一手抓住門的把手，一面假裝向客廳裡面打招呼：“請不必送了老太爺，你再仔細看看，若滿意我回去再送幾件來。”彷彿他在與裡面唐紹儀作告別。他的這一舉動果然迷惑了守衛在門庭中的幾個保鏢與門衛，不僅沒有阻攔他們上車，還和他們友好地打招呼。趙理君一行上了車後，迅速地開出鐵柵門，向馬路上飛駛而去……