兼报销差，一八九三年负责皖南缉捕营。一八九四年辞职赴沪，开设祥园烟馆和桂仙戏院，成为上海滩的著名地痞流氓。
一九零六年因涉嫌敲诈及私通巨匪范高头，被驱逐出租界。他逃往苏州，捐一候补知县，并被袁世凯之族弟袁干卿委任为督练公所科长，后又打算让他当印刷局提调，引起舆论哗然。在汪钟霖为首的士绅的抗议与控诉下，应桂馨遭到通缉而逃走，藏匿于老家鄞县。
在声名狼藉的另一面，应桂馨还一直暗中支持反清革命。他在一八九四年任皖南捕营管带时曾抓获革命党人龚照，反而被其感化，决定弃官投身革命事业，多次秘密接济革命党人。
辛亥革命时参与上海光复，被沪军都督陈其美委任为谍报科长，孙中山来沪时负责照料，并护送孙中山至南京就任临时大总统。孙中山任命应桂馨为总统府卫队司令，后兼庶务长。应桂馨“办菜每席开支银五元，后减至一元，菜与五元相等”，被总统府发觉后即遭斥革。
一九一二年七月一日，应桂馨纠合青帮、红帮等江湖势力，成立了中华国民共进会，自任会长。然该会成立后到处闹事，危害社会治安。尤其是在一九一二年九月制造了湖北马队兵变，被黎元洪镇压后查明应桂馨为主使，于是严加通缉。
不久后，内务部秘书洪述祖以调查水上警察事宜为名来上海，实际上带着袁世凯招安共进会的秘密使命，与应桂馨建立联系与交情。洪述祖不仅向江苏都督程德全举荐应桂馨出任江苏驻沪巡查长，还说服黎元洪取消了对应桂馨的通缉。
十二月应桂馨受洪述祖之邀北上北京，谒见大总统袁世凯与国务.总.理赵秉钧。期间曾请求任命他为“中央特派驻沪巡查总长”，管辖自川、豫以至闽、广等地的会党势力，被赵秉钧拒绝，
当时，洪述祖欲阻止国民党组建政党内阁，在袁世凯的支持下密电联络应桂馨，要求他搜集关于国民党领袖孙中山、黄兴、宋教仁的黑材料。应桂馨谎称他已得知日本有“孙黄宋劣史”、“黄与下女合像”、“宋犯骗案刑事提票”等物证，向政.府索要30万来购买。袁世凯对“宋犯骗案刑事提票”颇感兴趣，欲知其详情并托洪述祖要求应桂馨先提供原件或影印件，但应桂馨始终无法交出。
一个常见的说法是，洪述祖知道妖魔化国民党要人的方法行不通后，便于三月六日密电应桂馨，暗示他对宋教仁“乘机下手”。十三日更以“毁宋酬勋位”为诱饵，嗾使应桂馨杀害宋教仁。应桂馨欲以低价收购国债作为报酬，洪述祖则回应“债票特别准”。
应桂馨得到承诺后，收买凶手武士英，于一九一三年三月二十日制造了宋教仁案。三月二十四日，应桂馨在