應(yīng)桂馨之父應(yīng)忠才（應(yīng)文森）本為工匠，因在上海販賣地皮而發(fā)家。應(yīng)桂馨肄業(yè)于上海梅溪書院，后又補(bǔ)送龍門書院，1887年跟隨英國(guó)工程師金斯美學(xué)習(xí)工程繪圖，后隨岳父薛培榕去漢陽(yáng)鐵廠任職，因與美國(guó)工程師為商辦建筑鋼鐵熔爐意見(jiàn)沖突，被湖廣總督張之洞改派到武昌監(jiān)修兩湖書院，旋又因上呈不合程式而被斥，遂赴南昌知府曹朗川幕下，1891年報(bào)捐縣丞，被任命為巡捕，同年赴安徽，充支應(yīng)局兼報(bào)銷差，1893年負(fù)責(zé)皖南緝捕營(yíng)，1894年辭職赴滬，開(kāi)設(shè)祥園煙館和桂仙戲院，成為上海灘的著名地痞流氓。1906年因涉嫌敲詐及私通巨匪范高頭，被驅(qū)逐出租界。他逃往蘇州，捐一候補(bǔ)知縣，并被袁世凱之族弟袁干卿委任為督練公所科長(zhǎng)，后又打算讓他當(dāng)印刷局提調(diào)，引起輿論嘩然，在汪鐘霖為首的士紳的抗議與控訴下，應(yīng)桂馨遭到通緝而逃走，藏匿于老家鄞縣。

在聲名狼藉的另一面，應(yīng)桂馨還一直暗中支持反清革命。他在1894年任皖南捕營(yíng)管帶時(shí)曾抓獲革命黨人龔照，反而被其感化，決定棄官投身革命事業(yè)，多次秘密接濟(jì)革命黨人。辛亥革命時(shí)參與上海光復(fù)，被滬軍都督陳其美委任為諜報(bào)科長(zhǎng)，孫中山來(lái)滬時(shí)負(fù)責(zé)照料，并護(hù)送孫中山至南京就任臨時(shí)大總統(tǒng)，孫中山任命應(yīng)桂馨為總統(tǒng)府衛(wèi)隊(duì)司令，后兼庶務(wù)長(zhǎng)。應(yīng)桂馨“辦菜每席開(kāi)支銀五元，后減至一元，菜與五元相等”，被總統(tǒng)府發(fā)覺(jué)后即遭斥革。1912年7月1日，應(yīng)桂馨糾合青幫、紅幫等江湖勢(shì)力，成立了中華國(guó)民共進(jìn)會(huì)，自任會(huì)長(zhǎng)。然該會(huì)成立后到處鬧事，危害社會(huì)治安，尤其是在1912年9月制造了湖北馬隊(duì)兵變，被黎元洪鎮(zhèn)壓后查明應(yīng)桂馨為主使，于是嚴(yán)加通緝。不久后，內(nèi)務(wù)部秘書洪述祖以調(diào)查水上警察事宜為名來(lái)上海，實(shí)際上帶著袁世凱招安共進(jìn)會(huì)的秘密使命，與應(yīng)桂馨建立聯(lián)系與交情。洪述祖不僅向江蘇都督程德全舉薦應(yīng)桂馨出任江蘇駐滬巡查長(zhǎng)，還說(shuō)服黎元洪取消了對(duì)應(yīng)桂馨的通緝。12月應(yīng)洪述祖之邀北上北京，謁見(jiàn)大總統(tǒng)袁世凱與國(guó)務(wù)總理趙秉鈞，期間曾請(qǐng)求任命他為“中央特派駐滬巡查總長(zhǎng)”，管轄自川、豫以至閩、廣等地的會(huì)黨勢(shì)力，被趙秉鈞拒絕，但他還是從趙秉鈞那里得到了國(guó)務(wù)院密碼電本，又得到袁世凱給他5萬(wàn)元用于遣散共進(jìn)會(huì)的經(jīng)費(fèi)和每月2000元津貼的允諾，1月下旬返回上海。

當(dāng)時(shí)，洪述祖欲阻止國(guó)民黨組建政黨內(nèi)閣，在袁世凱的支持下密電聯(lián)絡(luò)應(yīng)桂馨，要求他搜集關(guān)于國(guó)民黨領(lǐng)袖孫中山、黃興、宋教仁的黑材料，應(yīng)桂馨謊稱他已得知日本有“孫黃宋劣史”、“黃與下女合像”、“宋犯騙案刑事提票”等物證，向政府索要30萬(wàn)來(lái)購(gòu)買，袁世凱對(duì)“宋犯騙案刑事提票”頗感興趣，欲知其詳情并托洪述祖要求應(yīng)桂馨先提供原件或影印件，但應(yīng)桂馨始終無(wú)法交代。洪述祖知道釋放國(guó)民黨人負(fù)面消息的方法行不通后，便于3月6日洪述祖密電應(yīng)桂馨，暗示他對(duì)宋教仁“乘機(jī)下手”，13日更以“毀宋酬勛位”為誘餌，嗾使應(yīng)桂馨殺害宋教仁，應(yīng)桂馨欲以低價(jià)收購(gòu)國(guó)債作為報(bào)酬，洪述祖則回應(yīng)“債票特別準(zhǔn)”。應(yīng)桂馨得到承諾后，收買兇手武士英，于1913年3月20日制造了宋教仁案。3月24日，應(yīng)桂馨在迎春坊妓女李桂玉家中被英捕房逮捕，在審判期間百般抵賴，至7月二次革命爆發(fā)之際，他趁亂越獄，藏身青島德國(guó)租界。

二次革命被鎮(zhèn)壓、袁世凱就任正式大總統(tǒng)后，應(yīng)桂馨致電政府，稱自己殺“賊”有功，請(qǐng)求平冤昭雪。袁世凱政府并未反應(yīng)，他便親自入京邀賞，據(jù)說(shuō)在北京期間每晚在八大胡同縱情聲色，1914年1月17日，應(yīng)桂馨在嫖娼并吸大煙時(shí)遇到軍警查拿，軍警不知他為應(yīng)桂馨，他卻高聲對(duì)軍警說(shuō)：“我乃民國(guó)首功，又殺宋教仁之功首，現(xiàn)在政府將予我上將，并酬勛二位及國(guó)庫(kù)證券百萬(wàn)，今我逸興遄發(fā)，樂(lè)此以消永夕，于汝何事？”遂將軍警轟走。兩天后的1月19日下午，應(yīng)桂馨就在津京快車上遇刺身亡，主使者一般認(rèn)為是袁世凱。