下午一點半左右，田秋堇回到林宅，屋內擺設和她早上離去的時候沒什麼兩樣，唯一不同的是屋內似乎安靜了點。由於她肚子有些不舒服，進入屋內後先坐在沙發休息一下，接著開始尋找林家家人，首先開的房門就是主臥室。
想不到主臥室房門一打開，就看到林義雄的大女兒林奐均躺在床上，面對門口，雙腳下垂。田秋堇第一時間以為林奐均在睡午覺，但馬上察覺到對方的臉色蒼白，感覺像是生病，便馬上詢問：「奐均，妳怎麼沒蓋被子就睡覺？」
「阿姨，妳不要搖我，我好痛。」林奐均回答，說話聲音氣若游絲。田秋堇以為林奐均在學校跌倒受傷，但查看膝蓋並沒有異狀，便問道：「妳哪裡受傷？」這時候才發現她的背部有刀傷。林奐均不斷喊痛，並虛弱地向田秋堇表示：「我聽到阿嬤在叫我。」
林奐均向田秋堇表示，有小偷進到家裡，從後方持刀攻擊她。
天啊！光天化日下竟然發生這種事。
恐懼的念頭剛剛閃過，田秋堇立刻轉念，她更應該擔心兇手可能還在屋裡。
儘管心中害怕，但無論如何林奐均必須先送醫急救，田秋堇趕緊打電聯絡父親田朝明告知此事，然後才向轄區大安警分局報案。接著又致電馬偕醫院詢問能否直接派救護車前來，但馬偕醫院回覆目前沒有救護車可用，她才撥打消防局119專線。
可能有人會質疑，為什麼田秋堇第一時間連絡的是父親，而不是警方；送醫急救第一時間是直接找醫院，而不是119。但大家要想到，當時對於黨外人士而言，所有的政府機關都是令人質疑的，他們必須先聯絡自己信任的人才會安心，甚至是一般民間機構，對他們來說都比政府單位可信。
在撥打多通電話連絡之後，田秋堇立刻在林宅上下尋找林游阿妹及林亭均、林亮均的下落。可是她翻遍了林宅每個角落，都沒有找到祖孫三人。
「我那時很急，到處找雙胞胎，連冰箱都不放過，找遍一樓都沒找到…」田秋堇事後受訪時如此說道。
這時田秋堇注意到一件事，前一天還很正常的地下室電燈似乎壞了，通往地下室的樓梯間整個漆黑一片。她望著唯一還沒查看的地下室，考慮是不是要摸黑下去尋找。
歹徒會不會就藏在這裡？
不久後，得到消息的林濁水與康文雄馬上趕赴林家，差不多同時間員警也來到命案現場。這個時候，仍然沒人發現除了林奐均以外的其他三人。
人一多，大家膽子也就大了起來，康文雄與林濁水在得知地下室還沒看過後，自告奮勇前去查看。兩人小心地走向地下室，才走到一半就發現倒臥在樓梯上的林游阿妹，但早已沒了氣息。
後來警方勘驗遺體，在林游阿妹身上共檢出十四刀，包括前胸六刀、後背三刀、右手一刀、左手臂三刀、頸部一刀，手部的刀痕證明她生前曾對歹徒激烈反抗，但也因此慘遭對方下重手洩恨。
儘管發現了林游阿妹的屍體，但兩名雙胞胎幼女仍是生死未卜。人在軍法處的方素敏得知家中發生噩耗後，連忙趕往兩名幼女就讀的幼稚園，她對於還沒在家中被發現的兩名女兒仍抱有一絲希望，猜測他們會不會是有去幼稚園上學而過一劫。然而，園方表示兩女當天並未去幼稚園。
一直到下午三點半，一名台北市刑大員警在地下室搜索採證時，發現雙胞胎幼女林亮均與林亭均都倒臥在地下室裡，兩人各被刺一刀，皆是由後背貫穿前胸喪命，至此才確認當天在家的四人全都遭到歹徒刺殺，僅林奐均送醫急救後保住一命。
林宅血案震驚警政高層，第一線偵辦的員警馬上針對第一個發現凶殺案的田秋堇，以及命案中唯一的活口林奐均進行偵訊。
當時田秋堇剛好陪同林奐均上救護車，送往仁愛醫院急救，兩人在醫院立刻受到刑警詢問。由於林奐均正準備進開刀房進行急救手術，身體非常虛弱，無法好好應答，但刑警仍不斷問著諸如：「看過兇手嗎？」、「在家看過嗎？」、「兇手穿什麼衣服？」、「兇手大概幾歲？」、「是來修冰箱的嗎？」、「修電視的嗎？」、「大概幾歲？」
員警拋出一連串問題，林奐均也不知道有沒有真的聽進去，大多回答「不知道」。
然而，員警之所以那麼急著問問題，主要原因應是擔心林奐均傷得太重，不知道手術能不能搶救回來的關係，若是這唯一的活口最後也保不住的話，到時才想採證就來不及了，也就是一個看能先問多少算多少的概念。直到醫生看林奐均的氣息越來越弱，才硬起來把所有人都趕出手術室，進行手術。
讓我們從醫院回到案發現場，經過鑑識人員勘驗，於現場採集到指紋12枚、掌紋6枚，經比對後，發現幾乎都是死者及後來趕赴現場的林家親友所有；自死者身上採集血液樣本9處，經以血型比對，均與死者血型相符，未發現兇嫌遺留血點。
另外，根據現場遺留的血跡型態及噴濺痕跡研判，警方認為林亭均、林亮均、林游阿妹所陳屍的地下室為案發第一現場。包括重傷的林奐均在內，三名被害兒童均為主要刺殺於背部，兇手以單手控制刀械，並可能以左手掩住口鼻，再用右手握刀器刺殺被害人之背部，致被害人無法反應。
因為現場並無物品被翻動跡象，林家無任何財物損失，門窗也沒有被破壞，應可排除入屋行搶的「財殺」情形。警方甚至懷疑兇手極可能對林家屋內結構、起居情況瞭解甚詳。
當年的《撥雲專案會報程序》如此記錄案發第一時間的案情分析：
「兇嫌可能在陳屍處殺害孿生姊妹，該處極為隱蔽，且無燈亮，兇嫌應對林宅環境熟悉。所有被害人均於隱蔽處所被殺，顯示兇嫌對林家房舍結構有充分暸解，先期計畫實施犯罪。兇手選定行兇時機，除孿生姊妹外，均在一對一情況下殺人，因之推定兇手平時及案發當日對林家家人動態、進出狀況，有充分了解，且能掌握最新狀況，故能從容不迫，停留現場逾80分鐘以上，有異於一般刑案。四被害人中三人被殺於地下室（除林奐均被殺於臥房並蓋以棉被房門反鎖）並發現林義雄臥房之棉被移至地下室似為被作掩蓋屍體之用，顯示兇手對林家房舍結構相當暸解，蓋利用地下室行兇，既可防喊叫聲外洩，又可避免在突然情況下被察覺造成不易脫身之危險，研判本案應為計劃行動。」
林宅血案案發當天，總統蔣經國隨即接獲報告。由於正值美麗島事件審判期間，各國政府、海內外人權團體本就已經高度關注政府動向，竟然在這當下發生如此駭人的慘案，蔣經國立刻指示懸賞緝凶，並且要求警方加派人手保護其他美麗島事件被告的家屬，以避免再度發生不幸。（但對其他美麗島事件被告家屬來說，這樣的「保護」可能更無法令人放心吧！）
時任警政署長孔令晟也公開表示，中華民國是法治國家，絕不容兇手逍遙法外，飭令所屬迅速破案。並強調救人第一，延請台大、長庚、榮總醫師前來會診，並宣布所有受害者醫療費用，全由警政署負擔。
此案由刑事局負責主導，並立即成立專案小組進行全面調查，定名為「撥雲專案」。由時任刑事局長曹極負責指揮。另外，包括警總、調查局、憲兵司令部等情治單位均加入撥雲專案小組；警備總部總司令汪敬煦也宣布，將提供200萬元破案獎金，給提供線索而使林宅血案破案的民眾，不久後又提高至500萬元。警政署、調查局也各自提供巨額獎金懸賞。
「撥雲專案」集合各調查單位菁英，除了第一天開始就投入的現場勘驗組、現場搜查組、現場查訪組之外，還另外編制了偵查一到四組、聯絡組、證物鑑定組、資料組等任務單位編組。
其中，偵查一組負責清查林義雄的社會關係及交往人物、偵查二組負責嫌疑人之一外籍人士家博（J. Bruce Jacobs）的社會關係清查、偵查三組負責發覺地區線索、偵查四組則進行機動監控或及查證工作。
等等，這個案子出現個外籍嫌疑人家博又是怎麼回事？
