1937年1月4日夜，在鄭州通商巷9號外警探密布。鄭州警方經過前期秘密偵查後發現，日本浪人志賀、山口、田中等人受天津華北駐屯軍的指派，到鄭州來秘密設置特務機關，打著「中國文化研究所」的幌子，刺探軍情，企圖擾亂治安，在掌握了大量證據後對這裡展開了秘密監視。
被抓獲的三名日本間諜在警方對該處進行秘密布控的時候，21時日本浪人山口與一名中國人從後院陽臺跳出，落在了商會救火隊的院子內，救火隊員以為是盜賊，便將兩人一同扭送到了警署。當時警署因不知道情況，山口又在跳下時受傷，見天色已晚便讓他先回去休息。
經過審訊得知，這名中國人名叫趙龍田，原也是警官班畢業，1936年9月以每月40元被日本浪人僱用，專門前往陝西、山西、河南一帶替日軍刺探中國軍隊情報。
趙龍田在陝西從事間諜工作期間，曾遭逮捕，西安事變後被釋放，1937年1月2日才回到鄭州向志賀報告。志賀又命他與山口兩人前往天津與土匪劉桂堂的參謀長聯繫，勾結以伏禹縣劉桂堂為首的土匪一千餘人密謀實施暴動，破壞鐵路搶劫列車。
當時志賀說前門被警方監視，才讓他和山口從陽臺上跳下，不料被抓獲。
趙龍田還交代了日本人準備以該特務機關為據點，準備繼續召集上百名日本浪人前來鄭州設立販毒機關，尋找時機實施暴動，配合日軍的侵略活動。
在掌握了日本在鄭州從事間諜特務活動的證據後，1937年1月5日上午10時，鄭州警方進入通商巷9號進行搜查。不料在行動前，因提前知會了日本領事館，日本領事館向志賀提前通風報信，警方進入時日本浪人正在住宅內焚毀一切秘密文件，並持刀槍拒捕，在經過一番搏鬥之後盡數被擒，警探將火撲滅後，取得未被燒盡的各種重要秘密文件上百份。
從火堆搶出的日本間諜秘密文件在這些秘密文件中明確記載著日軍密謀策劃黃河以北各縣宣布「獨立」；勾結土匪組建民團，日軍供應槍枝彈藥從事暴動活動；反動口號，造謠煽惑民眾；搜集中國軍事秘密文件地圖等，實施間諜工作；組織特殊無線班，以妨礙或偷聽中國情報電訊。
1月14日，鄭州警方又抓獲從天津來到鄭州向日軍領取「差旅費」的漢奸張敏乾，此人為土匪劉桂堂的參謀長。
因案情重大，鄭州第一區行政專署急電省政府請示，並一度前往洛陽向豫皖綏靖主任劉峙報告。
但可惜的是，在這次行動中所抓獲的三名日本人在日本交涉後被引渡日本領館進行「處理」，只拘押了趙龍田和張敏乾兩人。
案件發生以後，鄭州各界反應強烈，民眾以危害國家安全，陰謀重大，紛紛請求政府應與日方嚴重交涉。迫於壓力，日本大使川越茂派出秘書八谷前往鄭州進行「調查」，面對中方掌握的確鑿證據，八谷不得不表示了歉意。
當時鄭州市民聯名發函稱「日本當局自九一八以來，對我肆意侵略，陰謀破壞，造謠煽惑，無所不用其極。此次鄭州事件，蛛絲馬跡，尤足暴露其侵略野心，竊念既以武裝施行威脅，又復慫恿浪人，潛伏腹地，密謀破壞，究其用心，非達其吞滅我國之欲望不止」，要求全國各省市「嚴加防範，以遏亂萌」。對於參與其中的漢奸「尤應處以極刑，以昭炯戒」。
1937年2月28日，鄭州日本特務機關間諜案中的中國主犯，趙龍田被押赴刑場執行了槍決，當時上萬鄭州百姓前往圍觀了漢奸最後的窮途末路。