1994年4月1日清晨8點，浙江省淳安縣公安局接到報警：千島湖內有一艘遊船失火！這艘海瑞號上有24個臺灣遊客，另外還有6個船員和2個導遊。大火撲滅後這32人去向不明。
淳安縣出動２０餘艘船艇、千餘人，對案發水域及附近４０多公里的水面、山灣、島嶼進行搜尋，幾小時尋找無結果，淳安縣不敢隱瞞，立即向杭州市政府進行彙報。杭州市知道24名臺灣遊客失蹤，也立即向浙江省政府彙報。在省政府命令下，駐浙空軍出動了飛機，東海艦隊也派人參加搜尋救援。
在上千人四面艱苦搜尋的時候，負責清理乘船的消防員和公安員們在清理底倉的時候發現一共有32具屍體，就是失蹤的那32個人。情況立即層層彙報，各級政府一時都傻了眼，不知道該如何處理。改革開放以後，雖也有零星外國人在大陸遇害的案件，還從來沒有一起案件死過24個人之多。
對於大陸方面是遊船意外失火的解釋，臺灣媒體和政要立即給予大肆攻擊。臺灣媒體認為，很可能是這些人的錢財露白，被強盜盯上送了命。一時間，臺灣群情激奮，給中國政府帶來很大的壓力。這些壓力，由完全轉移到浙江省公安廳和省政府頭上。此時的中央政府，對千島湖事件也非常重視！
在4月5日下午，時任國務委員、國務院秘書長的羅幹同志指示：請公安部派專家組務必於今天趕到案發現場。十萬火急！公安部調兵遣將，火速組成包括三名法醫、一名痕跡、一名照相在內的專家組。斟酌再三，公安部把指揮權交給了陳世賢。陳世賢是我國十大高級刑偵專家之一，是全國最厲害的法醫專家，是我國現代法醫人類學開創人之一。
隨後兩天，陳世賢和同事們經過反覆細緻的檢查和討論，多次去案發現場查看，終於得出了一致結論。這些人死於武裝暴力搶劫，並非什麼政治謀殺，尋仇殺人。
之所以屍體一半炭化，一半完好，恰恰說明他們是活活燒死。根據屍檢，這些人被一氧化碳燻了半小時左右，才窒息而死，並不是當場就死。陳認為，歹徒是打開消防栓，試圖放水將他們淹死。失敗以後，才火火燒人。他們被燒的時候，底倉已經進了一部分水。受害者身體一半沉在水裡，一半則被漂浮在水上的浮油燒，才出現這種現象。那麼問題來了。如果他們在大火中痛苦的掙扎了半個小時，為什麼不設法從底倉逃出去呢？唯一的解釋，就是他們被歹徒關在底倉，無法逃生，只能被燒死。
陳世賢還拿出現場照片。照片表明，遇害的32個人中，女性距離著火點很遠，男性則距離著火點很近。看起來，是遇害者中的男人主動保護女人，讓他們儘量遠離大火，只是最終沒有成功。這客觀說明，32人是被趕到底倉以後，才被歹徒縱火殺害。在歹徒縱火以後，遊客似乎做出了一定程度抵抗和自我保護，男人主動保護了女人但全部無效。這32人痛苦的在大火和煙霧中掙扎了30分鐘之久，最終慘死。
綜上所述，陳世賢認為，這是一起特大搶劫殺人縱火案。
根據陳世賢的分析，浙江省公安廳的幹警們，立即展開調查。很快，所有矛頭指向一個人，無證從事摩托艇營運的吳黎宏。當地加油站的女開票員反應，案發當天，吳黎宏從他們哪裡買了三桶汽油，警方馬不停蹄趕到加油站，提取了同型號的汽油桶，發現和案發現場完全一致。吳黎宏的鄰居彙報，案發前，吳向他借了一支獵槍。奇怪的是，在借獵槍之前，吳就曾經在淳安一家漁獵商店購買過大量獵槍子彈和部分民用炸藥。更重要的是，案發的3月31日下午，港口有人看到吳黎宏駕駛摩托艇載其他兩個人進湖，似乎帶著一個汽油桶。
由此，吳黎宏基本符合陳世賢對歹徒的描述。
經過對他的財物調查，發現吳黎宏的摩托艇是貸款買的，目前負債6萬元，而2個月後就是還款期，他根本沒錢還。
隨後，警方又走訪吳黎宏附近的鄰居。一個理髮師說，4月1日一大早，吳黎宏來他的店裡理髮。他發現吳黎宏的右邊額頭的頭髮被燒掉一大塊，頭皮也有燒傷，詢問他是怎麼回事。吳黎宏說是在家燒火時候，沒注意，被火星燒到頭髮。
由此，警方基本鎖定吳黎宏有重大作案現役。
在4月15日，在他的家裡抓捕了吳黎宏，而後連續抓捕了他的朋友胡志瀚、餘愛軍。在三人家裡，警察找到了臺灣受害者的攝像機、照相機、美元、臺幣、人民幣、港幣、手錶、戒指、玉鐲、項鍊等贓款贓物。其中美元有5000多元，還有十幾萬臺幣。在找到的攝像機照相機中，發現了受害者生前拍攝的東西，可以確定這就是他們的遺物。作案用的摩托艇、獵槍、子彈、剩餘炸藥等也一一被繳獲。經過技術分析，可以證明這些都是贓物和兇器。經過一天的審訊，三人見罪證確鑿，先後交代了搶劫殺人縱火的事實。由此，到了4月17日，警方宣佈案件偵破。
3.31下午１７時３０分許，當開往毛竹源的“海瑞”號遊船經過猴島時，三人駕摩托艇尾隨。到了阿慈島附近水域，天黑了，雨越下越大，四下裡沒有其他過往船隻。吳黎宏駕艇靠上“海瑞”號船尾右側。餘愛軍和胡志瀚蒙面登上游船，此時約１８時３０分。餘愛軍手持獵槍衝到駕駛室，朝天開槍恐嚇船員，將船員們趕入遊船底艙。爾後，吳黎宏駕摩托艇、餘愛軍駕駛遊船開至預定的沉船地點--黃泥嶺水域深水區。途中，他同胡志瀚一起把通往底艙的鐵梯扔進湖中。
在黃泥嶺水域，吳黎宏登上“海瑞”號，用鐵絲把底艙門擰死，又同餘愛軍將劫得的錢、物轉移到摩托艇上。對於這麼處理這些人，三人簡單的商量了一下。本來三人沒想將全船人殺死，只想搶了錢就逃走。發現他們都是臺灣人以後，三個人決定要殺人滅口。因為持槍搶劫外國人的罪名很重，很可能會被槍斃。他們又是本地人，他們認為自己蒙面，也可能被導遊或者船員認出來，必須殺人滅口。其中的餘愛軍曾經表示不要殺人，但被其他兩人一頓：你不殺他們，就等於殺自己！也就同意殺人滅口了。
三犯便打開遊船上的消防栓，欲向底艙灌水。但海瑞號的消防栓有問題，水進了一部分以後就不進了，沒有得逞。於是，吳黎宏向底艙投扔一包炸藥，但炸藥包落入水中未爆炸。
三名歹徒兇相畢露，向底艙連開數槍，又向底艙扔下兩包炸藥。爆炸聲起，油櫃起火，但火勢不大。吳黎宏見狀，從摩托艇上取來一桶汽油，向底艙傾倒。剎那間大火噴出底艙，四散蔓延，燎著吳黎宏、餘愛軍的頭髮。歹徒被火燒傷以後，唯恐遊船爆炸，倉皇扔掉已燃燒的汽油桶，駕艇逃離現場，途中將斧頭、匕首和作案時所穿的服裝等扔進湖中。當夜三名案犯逃到胡志瀚暫住處，對劫得的錢、物進行分贓。
4月17日在完全抓捕嫌疑人以後，浙江省公安機關才突然對世界宣佈破案，公佈是“特大搶劫縱火殺人案”，逮捕了三名嫌犯。
4月18日，當時的中國國務院總理李鵬發表談話，對案件進行了說明。
４月２０日，吳黎宏、胡志瀚、餘愛軍被依法逮捕。６月３日，杭州市人民檢察院向杭州市中級人民法院就千島湖搶劫、故意殺人案提起公訴。
6月10日，杭州市中級法院終審。6月12日，宣佈判決結果，三名犯罪嫌疑人吳黎宏、胡志瀚、餘愛軍均以搶劫罪、故意殺人罪罪名被判處死刑，剝奪政治權利終身
1994年由周潤發主演的《賭神系列》香港電影的續集《賭神2》，故事初段的情節戲仿了千島湖事件（電影中稱為“千賭湖”，“賭”“島”二字在粵語同音）。
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