此时，戴笠命令陈恭澍立即返回重庆。陈恭澍离开河内后，在河内的军统特务继续寻机刺汪。大特务余乐醒想了一个办法，将一种毒药放在一个小罐内，其中散发出来的气体可以致人于死地。他费了很大劲，将小罐放入汪宅的浴室里，但仍未能伤及已提高了警惕的汪精卫。另一个大特务曹师昂，曾和法籍妻子打扮成记者模样去汪宅探路，准备日后下手，但都未成功。
对于刺汪行动失败，军统方面后来总结原因，均认为根本症结是情报不准确，误将曾仲鸣居住的房间当成汪精卫的房间。实际上，因为汪精卫为人狡猾，行动诡秘，白天多在北房起居会客，夜晚去别的房间睡觉。刺汪行动组误以为北面大间为汪精卫的卧室。
陈恭澍回到重庆后，戴笠始终不见他，即使两人进入防空洞中，也视而不见。两个月后，戴笠才召见陈，任命他为军统局代理第三处处长，到上海去主持工作，因为在上海，军统在与汪伪“76号”汉奸特务的较量中节节败退，希望他去力挽狂澜。戴笠还说，到上海后，要继续对汪实施制裁。
6.投敌叛国
河内枪声宣告了蒋汪的彻底决裂。汪精卫决心死心塌地投靠日本。
3月27日，汪精卫发表了《举一个例》的文章，披露了1937年12月6日国民政府国防最高会议常务委员会的会议记录。这次会议听取外交部次长徐谟的报告，讨论德国大使陶德曼转达的日方和平条件。蒋介石同意以日本的条件为基础进行和谈。汪精卫以此说明，与日本谋和并非自他开始，以蒋介石为首的领导集团早已秘密进行了，自己不过是执行者而已。
经历这场劫难后的汪精卫，再也不计什么名利得失，最后毫不犹豫地投进了日本人的怀抱。河内的冬天非常温暖，红花绿草，到处是一派生机盎然的春天景象。体弱多病的汪精卫从寒冷的重庆来到这里，呼吸着湿润新鲜的空气，感觉良好，紧张的心情松弛下来。可他在这里没住上几天，坏消息就接踵而至。先是举国上下口诛笔伐，一致声讨他叛国投敌；接着传来日本国内因各种矛盾激化，首相近卫突然辞职的消息。加之继任首相平沼骐一郎对近卫策划的“汪日和平行动”不感兴趣，主张用战争解决问题。这样一来，汪精卫便在河内被冷落下来。
当初痛下决心，准备脱离蒋介石干一番轰轰烈烈的事业，哪怕是背上“汉奸”罪名也在所不惜，而如今却成为扔在路边的一只破鞋，无人问津。汪精卫十分着急和痛苦，再也无意欣赏周围春天般的美丽景色，吃不好，睡不安。
从此，汪精卫永远失去了在中国政坛上东山再起的机会，失去了在国民党内与蒋介石抗衡的资本。这，也正是蒋介石所企盼的。
1939年4月25日晚，汪精卫在日本人的保护下，秘密逃离河内，经由海防乘船前往上海。
1939年5月26日，汪精卫在上海召集高级干部会议，研究向日本政府主动提出“建立政府”的计划问题，参加会议的有周佛海、陶希圣、高宗武、梅思平等人。会议经过三天的讨论，拟订出了《关于收拾时局的具体办法》，准备以书面形式提交日方，汪精卫亲赴日本和日方谈判。
汪精卫举行伪政府代主席就职仪式。《关于收拾时局的具体办法》的主要内容是：改组国民政府、“还都南京”。
1939年5月31日，汪精卫、周佛海、梅思平、高宗武等11人，在影佐侦昭和犬养健陪同下秘密飞往东京。对汪精卫的来访，新任首相平沼骐一郎召开政府首脑紧急会议，讨论汪精卫提出在南京组建政府的要求，平沼说：“原来我国政府鼓励汪氏出逃重庆是为了促进重庆政府内部分化而与帝国政府议和，这样战事就可能更加顺利一些。原先我们只是计划在经济上支持汪氏进行和平运动，现在汪氏要求我国政府支持他在南京组织中央政府，这是我们未曾想过的。”
日本政府内部对汪精卫提出建立政府的设想意见很不一致，经过激烈的争论后，日方终于统一意见，同意汪精卫建立新政府。1939年6月5日，日本内阁五相会议拟出一个《建立新中央政府的方针》，但日方的这个方针和汪精卫的建立政府设想相去甚远。
阿部首相的新方针使汪精卫在日占区建立中央政府的计划成为可能。汪精卫开始策划新政府的同时，也展开了各种宣传活动。
汪精卫在“我对中日关系的根本理念和前景目标”的广播讲话中，提出了中日间“结怨不如解怨”的看法，汪精卫说：“现在中国面临两条道路，一条道路是把蒋介石先生等人夸口的抗日战争继续下去，但我实在看不出重庆有取得抗战胜利的军事力量，抗战的结果只能使共产党受益；另一条道路是继承孙中山先生的遗志，朝化敌为友、解怨的方向努力。前者是中国走向亡国之路，后者是中国走向复兴之路，也是亚洲走向复兴的道路。我决心选择后者的道路，也希望全国各党派和无党派的有志之士加入我们的行列。”
1939年10月，日本兴亚院起草了一个《日华新关系调整要纲》，以此作为与汪精卫谈判成立中央政府的基本条件。所谓“兴亚院”，是日本政府于1938年7月成立的一个专门处理中国问题的部门。兴亚院提出的《日华新关系调整要纲》，包括《调整原则》、《调整要项》、《调整要纲附件》，比起前首相近卫文去年宣布的“善邻友好、共同防共、经济提携”三原则有很大的倒退。
《要纲》的主要内容有：承认“满洲帝国”、给予蒙疆自治权对华北实行防共驻兵，允许日本军舰在长江沿岸及华南特定岛屿驻屯停泊。日方的“和平运动人士”对兴亚院的《日华新关系调整要纲》也感到不满。影佐帧昭说：“如果以此方案为基础与汪先生谈判，就会使人怀疑日本政府的信义。即使汪先生接受了这个条件，和平运动也不会成功。”犬养健说：“除了《日华新关系调整要纲》，还有附件等8件，好比一座大山压在汪先生身上，怎么能使他开展国内的和平运动呢？又怎么能使他得到中国民众的信任呢？”
汪精卫考虑再三，还是准备在这个基础上进行谈判。汪给影佐回信说：“尊函及日华关系调整拟订方案已收到，似与近卫声明宗旨相当差异，颇以为憾。但对此拟订方案为基础进行谈判，则无异议。谈判委员以周佛海为主任，梅思平、高宗武、陶希圣、周隆庠为委员。希肝胆相照，和睦相处，以审拟东亚问题。”
7.枪伤复发
1939年11月1日，以周佛海为首的汪方代表开始与日方代表举行秘密谈判。汪方要求谈判以近卫声明、上海重光堂协议和东京谈判的3个文件为基础，表示很难接受上述3个文件中所没有的东西，而日方则态度强硬，坚持《要纲》的方针。由于双方一度争执不下，只好中途休会。12月双方的谈判再开，日方同意在协议书上附加一份《绝密谅解事项》，其中加入汪精卫的一些要求。
日方的让步之一是把日本在华驻军分为防共和治安两类，前者驻军的区域规定为蒙疆，以及正太铁路以北的晋、冀北部及胶济铁路沿线地区，后者的治安驻军则另行协定，其余地区的日军在和平恢复后两年内撤退完毕，但并没有说明什么时候才算恢复和平。
虽然日方的让步很有限，汪精卫最后还是接受了日方的条件成立中央政府。这是因为与以前国民党副总裁的身分相比，现在汪精卫的身价已跌为一个被政府通缉之人，不再有太多讨价还价的资本了。
1939年12月30日，周佛海代表中方在协议草案上签字，周佛海辩解道：“弱国无外交，现在我们暂时失去了某些主权，一旦新政权建立后，经过和平建设，国势日盛，到那时我们再与日方交涉来废除有关的条约和协定也不是不可能。”
1940年3月20日，新政府在南京宣布成立。南京市民们看到以前的国旗又飘扬在街头心里确有几分高兴，但看到国旗下的黄色三角巾心里又有几分酸楚。
1940年4月26日，新政府在南京举行“还都”仪式。此时日本的阿部信行内阁已经倒台，1940年1月16日成立了米内光政内阁。前首相阿部信行作为特使，和日本众议院议长、贵族院议长、以及日军总参谋长等要人出席了还都仪式。仪式在国民政府大礼堂举行，里面挤满了文武官员和前来祝贺的市民，文官身穿中式礼服，武官身穿军装，但大家的脸上都没有表现出还都的兴奋。大礼堂里人头攒动，却是一片肃静，偶尔还传来低声的叹息声甚至哭泣声。
汪精卫的中央政权建立半年后，在以前密约的基础上又进行了一次谈判，签订了公开的《华日基本条约》。1940年11月30日在南京举行《华日基本条约》签字仪式，汪精卫以行政院长的身份出席签字。汪精卫身穿礼服站在礼堂的石阶前，此时汪精卫的脸上重新浮现出一丝微笑，走下台阶迎接阿部特使。
汪精卫政府成立后首先进行的就是诱招重庆政府的军政要人加入他们的“曲线救国”行列。这个诱招行动虽然没有很大的成果，但也并非一事无成。到1943年8月，投奔汪精卫的重庆政府官员有国民党中央委员20人，高级将领58人，军队50余万，这些人都是不满蒋介石的政客和被蒋介石排挤的地方杂军。但1943年8月日本在太平洋战场失利之后，就无人再来投奔汪精卫政府了。
其次汪精卫深感以前没有自己军队的苦恼，决心组建一只自己的军队。汪精卫效法孙中山办军校的方法，主办起“中央军政干部训练团”，由中央军委直接领导，汪精卫亲自兼任团长，陈公博兼任教育长，周佛海兼教务长。训练团的对象是收编的投奔他们的地方杂军，训练以3个月为一期，自上而下，一直训练到排长为止。汪精卫的国民政府最多时曾有军队百余万，但在短短的一两年时间里汪精卫还得不到军队的绝对效忠，1943年日本显出败色后，许多投奔汪精卫的军队又转投蒋介石。再加上来自日本方面的压力，这一切都导致了这个计划收效甚微。
然而，汪精卫成立政府后比较成功的一件事就是“清乡”。所谓“清乡”就是清除国民党残军、共产党新四军在乡村中的势力，建立起汪精卫政府统治的末端机构。经过1年多的时间，完成了江苏、浙江、安徽3省的清乡工作。
此后，汪精卫利用太平洋战争大大改善了南京政府的地位，但如果日本战败，汪精卫的努力将一切付之东流。1943年以后，日本已露败迹，南京政府的官员也感到忧心忡忡，一旦日本败战，他们的出路在哪里？周佛海等不少高官开始暗地里和重庆方面取得联系，为自己准备一条退路。
汪精卫与日本陆军大臣东条英机在一起。而此时汪精卫的健康开始恶化。1935年11月1日，汪在参加完国民党四届六中全会到中央政治会议厅门前合影时，被爱国志士孙凤呜刺杀，但三枪终未击中要害，但有一颗子弹留在背部未取出，造成的隐患，使汪精卫经常感到背部、胸部及两肋的剧烈疼痛。1943年11月，日本在东京召开大东亚会议，汪精卫参加这次会议，并会见了首相东条英机。工作谈完之后，汪精卫向东条英机提出一个请求，他想请东条英机派几名医生去南京，为自己取出留在后背上的那颗子弹。
东条英机答应了汪的请求，派出了黑川利雄一行，带着医疗器械，来到南京。
经过一番细致检查，黑川利雄告诉汪，后背的那颗子弹已伤至骨头，但并没有什么大的障碍，还是不取为好。
汪精卫仍不放心，子弹留在体内，他总觉得是一个威胁。没过多久，汪精卫跑到南京日本陆军医院，坚持要医生取出子弹。日本驻南京陆军医院的后勤部队长、中将医师铃木小荣于1943年12月亲自操刀，替汪取出了那颗子弹。
可能是手术伤及了中枢神经，术后，汪精卫的双腿变得不听使唤，一时大小便失禁，病情恶化，任何药物均不起作用。1944年元旦以后，汪精卫已不能从床上坐起。1944年3月3日，汪精卫在陈璧君及其子女的陪同下，乘专机去日本就医。
汪精卫飞抵日本后，住进了名古屋帝国大学医院的特别病房里。汪精卫的住房除了极少数高级医务人员知道外，其他人员毫不知情。3月4日，名古屋帝国大学附属医院组织黑川利雄、斋藤真等8名教授对汪精卫进行会诊，再一次确诊为因子弹头在体内过久，诱发成为多发性骨髓肿，第4至第7胸椎骨的肿胀已由背部向前胸扩散，严重压迫脊髓神经。
8.异国丧生
3月4日晚上，由斋藤真教授主刀，进行手术。因美国飞机刚刚轰炸而引起的熊熊大火，使手术室的玻璃外窗映得一片殷红。手术前，当医生洗手消毒戴橡皮手套时，竟发现3副是破的，真正急坏了一大群在场的教授。斋藤真火冒三丈，厉声训斥道：“怎么连手套也没有了？啊！一群蠢驴！”但医院里实在找不出来，结果动员全市医院，总算找到几副，手术因此拖延了一个多小时。陆军方面的负责人中村大佐抱歉地说：“工业区都炸光了，物资实在缺乏，请教授们原谅吧！”
手术做了近两个小时，从汪的背部切开，深入前胸，切除了有病变的4块骨片和3根肋骨。等麻醉药性过去以后，汪自己用手摸摸大腿，已有知觉，双足也可以活动了，汪精卫十分高兴，在后来的4天中，都是如此。汪感到病愈有望，就在病床上对陈璧君和儿子汪孟晋说：“看来，我还命不该绝，可以再回南京。”
陈璧君听着日夜的轰炸声，仿佛第一次感到战争的可怕，忧心忡忡地对汪说：“兆铭，你的身体看来会一天天好起来，但战局实在太糟糕了！美国飞机的狂轰滥炸，你也听到了。我们该怎么办呢？你要想想办法才好哩！”“如果日本垮台，蒋介石是不会放过我们全家的。父亲应该召公博和佛海来，商量商量对策。”汪孟晋附和着母亲说。