1894年9月8日，正当中日两国在朝鲜惨烈激战时，江南道监察御史张仲炘弹劾正当前敌的直隶总督李鸿章，罪名是腐败、通敌。在这篇《奏陈北洋情事请旨密查并请特派大臣督办天津团练折》中，张仲炘指控李鸿章及其子李经方向日本人出售大米和煤炭，李经方甚至与日本王室攀亲，还在日本开了一家洋行。张仲炘承认这些都是风闻，“始闻之而诧，继而不能无疑，如果属真，则自无怪乎纵容奸细、售买米煤之种种乖谬矣。”张仲炘说天津日本间谍案被破获后，还查出地雷炸药八箱，但李鸿章却在审理后，不仅隐匿不报，而且私放间谍，并给银资行。这个间谍案后来在紫禁城里引起了轩然大波……
李鸿章的难言之隐
此后，石川到天津担任日本武官关文炳的助手，到蒙古、西安、洛阳等地刺探军情。在关文炳死后，他又配合其继任者井上敏夫，测量黄海的重要军港及航道的水文资料，为日后日军入侵提供了重要情报。在天津期间，石川以紫竹林松昌洋行职员的身份为掩护，成功收买了天津军械局的书办刘棻(又称刘树棻、刘五等)，获得大量第一手军事情报。