慘案發生時，楚溪春正在吉兆胡同等待遊行隊伍的到來。從時間上看早該來了，但還遲遲沒有露面，他正想通過電話向執政府方面進行詢問，就听到西方傳來了槍響。
聽到槍聲，楚溪春的心猛地一沉，意識到那邊一定出了事故，於是還沒來得及搖電話，就乘著汽車直奔執政府而去。
當楚溪春驅車趕到東四牌樓十條中間時，看到很多學生拿著小旗迎面跑來，神情都非常慌亂，其中有丟了鞋帽的，有滿臉沾滿泥土的，還有人大聲喊叫：“真厲害呀！真厲害呀！”
因為太過擁擠，汽車沒法再往前開，楚溪春便下車步行。出了十條西口，就到了執政府大門前，只見有十幾個學生已經倒在了血泊中。衛隊旅的士兵打紅了眼，還在端著槍四處搜尋。楚溪春當即吹響口哨，命令士兵趕快回到自己營房集合。
隨後，李鳴鐘等人也坐著汽車趕到了。李鳴鐘驚慌失措地對楚溪春說：“晴波（楚溪春的字），打死這些學生，叫我怎麼辦，叫我怎麼辦？”楚溪春無奈回答：“已經到了這個地步，我們只好報告段執政吧！”
在楚溪春返回吉兆胡同之前，段祺瑞已得到消息，並派段宏綱探視了現場。得知學生傷亡慘重，段祺瑞甚為傷感。在聽李鳴鐘、楚溪春分別報告情況後，他對李鳴鐘說，因為你們處理防備不周，才發生了這樣不幸的慘劇，望李司令同楚參謀長今後要特別當心，萬不可再發生任何事故。
不過在楚溪春後來的描述中，卻提到段祺瑞正在家里和吳清源下棋，而且他還聲色俱厲地對李鳴鐘大聲說：“你能維持北京的治安不能？如果不能，我能撤換你，我能槍斃你！”又讓楚溪春轉告衛隊士兵，說自己不但不會懲罰他們，還要賞他們，“這一群土匪學生……”云云。
實際上，吳清源早在前一年夏天就去了日本，和段祺瑞在北京下棋的可能性為零。 “聲色俱厲”也不可能，那個時候正是段最弱勢的時候，李鳴鐘直接代表馮方，他哪有那麼大的威風訓斥對方？同樣的，儘管段祺瑞始終反對學生遊行，可是無論從他每日吃齋念佛、時時反省早年殺生行為的舉止，還是由一個成熟政治家對後果的本能預判上，他都不會對楚溪春說出那些不近情理的狠話。
段宏綱彼時就在段祺瑞身旁，他對此進行了堅決否認，認為完全與事實不符，而從楚溪春的立場分析，之所以要這麼說，不外乎是想推託自己在此案中的責任。
據中國濟難會調查，遊行學生群眾共死亡四十七人，傷一百三十二人，四十人受重傷。李大釗、陳喬年等中共北方領導人都在慘案中受了傷，當然這裡面最著名的死難者還是女師大風潮的主要參與者之一劉和珍。這就是震驚中外的“三一八慘案”。
慘案發生後，執政府司法部、高等法院、陸軍部組成聯合機構，對該案進行會審。由於段祺瑞、賈德耀均未下達過開槍命令，被認為無直接責任，法官便召楚溪春到庭作證。
楚溪春為了讓自己和部下不負罪責，出庭前專門開會讓眾人蒐集遊行學生的“罪證”。比如找來幾支舊手槍，就說是學生們的凶器，找來幾把笤帚和幾個煤油桶，則說是學生要拿來火燒執政府。
唯一真實的物證是一大捆學生們用的旗子，因為旗上寫著中共北方執行委員會的字樣；另外，執政府南面樓上的玻璃窗上還有一個被子彈打穿的圓孔。
圓孔確實是當場被子彈打穿的，不過不一定是學生打的，而極可能是衛隊士兵開槍時打偏了。當時正好衛隊旅也有一個衛兵被子彈打死了，雖然楚溪春自己都弄不清這個衛兵是怎麼死的，有人猜測極可能是混亂中死於同伴的流彈，但他就索性以此作為證據，指證是學生先開槍，衛隊旅乃被迫自衛。
法官聽取證詞後便以此結案，衛隊旅官兵從上至下均未受到處分。到最後，受影響最大的還是段祺瑞及其執政府，他們受到了全國的一致聲討，知識界、教育界更是同仇敵愾，紛紛予以譴責。魯迅連寫多篇雜文進行聲討，《紀念劉和珍君》即是其中之一。在這些雜文中，魯迅稱慘案發生當天是“民國以來最黑暗的一天”，執政府“殘虐險狠的行為，不但在禽獸中所未曾見，便是在人類中也極少有的”。
在從政的幾十年前，段祺瑞的社會聲譽不是沒有經歷過如同過山車一般的起伏跌宕，他曾因“三造共和”而到達頂峰，又因“親日”和對日借款不斷受損，其間也是曲曲折折，既有下落，也有回升。
“三一八慘案”厲害就厲害在，它是直接一錘子將段祺瑞砸落谷底，老段的政治聲望和資源幾乎全部都被砸碎了。