5月5日晚，孙美瑶率领800人的主力队伍，埋伏在了沙沟山铁路沿线的麦垄之中，静静等待着“蓝钢皮”的到来。在此之前，他已经派出30人乔装打扮在蚌埠站上车，作为内应。津浦线的一段铁路也已经被拆坏了铁轨。
“蓝钢皮”列车行至此处，脱轨而出。孙美瑶率众一拥而上，“大功告成”。
策划临城大劫案的张聘卿早年参加过同盟会，有研究者据此为临城火车大劫案披上了一丝革命色彩。甚至有研究者认为，“山东建国自治军”的名号是孙中山通过张聘卿委派的。这种说法没有任何史料佐证。
纵观孙美瑶的所作所为，实在与革命联系不到一块。记者查阅到的资料显示，所谓的“山东建国自治军”成立于1918年，是孙美珠和附近的郭琪才、周天伦等另外4股土匪的头领盟誓组成，孙美珠当上了总司令。在“安民告示”中，“山东建国自治军”称自己的纲领为“打出一个清平世界”，但这伙人不是什么劫富济贫的好汉，干得最多的是打家劫舍、绑票勒索，一旦赎金没有及时送来，人质便会被砍指、割耳，甚至弃尸荒野。
不过，手握上千人武装的孙美瑶，似乎与当时中国多方势力都有说不清道不明的纠葛，这也给临城火车大劫案增添了不少想象空间。
临城劫车案发生时任围剿官军营长的万伯龙后来回忆，临城劫车案发生两个月前，他所在团抓住了一个叫聂成章的嫌疑犯。聂成章招认孙美瑶已被段祺瑞招抚了，自己是受差遣去给孙美瑶送钱。段祺瑞是皖系，刚刚在直皖战争中失败，暂居天津，仍是中国政坛举足轻重的人物。与孙美瑶直接对敌的田中玉，恰恰属于直系。联想到直皖两派的矛盾，这种猜测似乎也非信口开河。
这场劫案同样给国民党提供了抨击北京政府、直系军阀的一个契机。1923年5月10日，属于国民党喉舌的上海《民国日报》发表社论称：“‘北庭所属的兵就是匪，北庭和甚么巡阅使督军等就是匪首，’这种觉察，从今以后，在各友邦的脑府中，越发鲜明，并且已经直呼出来了。”5月15日，远在广州的孙中山在与记者谈论临城劫车案时，称临城劫车案的祸魁是吴佩孚。
