井上準之助暗殺の後、日召は民間での個人テロに限界を感じたため、再び軍部・大川との連携を模索し始めていた。日召は、古賀を天行会道場に呼び出し、西田税のところに行って軍部の同志に対して、集団テロを早急に組織するよう依頼すること、大川周明のもとに行き、大川にもテロ計画に加わるよう説得するように命じた。
以前から血盟団のメンバーや古賀らの海軍将校は西田のことを、実行力がない、権力に対する野心が気に入らない、日召を邪魔者扱いしている、などと感じて嫌っており、今回、再び西田に面会して、テロ計画に後ろ向きであることに腹を立てた古賀は、この後、五・一五事件へ向けた準備を始めた。同事件には、大川が手当てした拳銃が使われた。
團琢磨暗殺事件.
逮捕後取り調べを受けた小沼は、血盟団の存在を知られないよう曖昧な供述に終始した。凶器の拳銃の入手先については、当初、日本国民党の寺田稲次郎の家から盗んだと言っていたが、すぐに海軍の伊東亀城の荷物から盗んだと供述を変え、警察も拳銃の出所は伊東と断定した。
ただ、警察は伊東の線をこれ以上調べようとしなかったことから、後の研究では、これは警察の怠慢であり、五・一五事件を未然に防ぐ機会を逸したと批判された (この点に関しては後述)。
警察は小沼の背後に何らかの指導者か関係団体が存在するはずと見ていた。調査から小沼が事件前日に井上夫人宅に泊まっていたことが判明し、そこから井上一派の存在がわかり始め、大洗の護国堂での修行や、古内との関係、海軍将校との連携の存在なども次第に明らかにされていった。
更に、団琢磨暗殺後菱沼が逮捕されると、菱沼の身元調査から小沼の引き起こした井上準之助暗殺との関連がわかり、そこから警察による井上日召一味の人脈の捜査が始まった。団暗殺の翌日には「東京朝日新聞」に「『血盟五人組』の四人」とキャプションつきで小沼・菱沼・黒澤・川崎の写真が載り、同じ紙面で「怪しい教員と僧」との見出しで古内と井上が事件の黒幕であると報道された (当時はまだ血盟団という呼び方は使われておらず、「血盟暗殺団」「血盟隊」という言い方がされていた)。
一方、古内と四元は第三波を計画していた。二人はテロ実行役として黒澤を指名、暗殺対象を決めるため四元は日召の元に足を運んだ。