自此之後的山崎隔三差五在京都殺人。
新選組隊里最重要的工作就是殺人，但是在這個殺人集團內，誰都沒有山崎這麼努力。他不僅斬殺非法的武士，還要負責隊內監察，偵查工作。他對隊內的違規活動處罰非常嚴厲，如果發現了針對近藤進行謀反活動的隊員，他會絲毫不留餘地進行處罰的。
山崎在元治元年六月池田屋事變中更是可圈可點。這個事變並不是突如其來的，在事件發生前一個月前，京都就變得「黑雲壓境城欲摧」了。當時有個傳言甚囂塵上——長州藩要挾持天子到萩、或是山口，把那裡當作天皇的「行在」，並以此為顛覆國家輿論宣傳據點，一舉實現尊王攘夷的目標。
說這是傳言也不對，因為確實有很多長州人，長州系浪人已經化妝潛入京都。
京都守護松平容保很早就得到了諜報，他招來近藤和土方命令他們：「你們給我好好整頓一下。」近藤和土方很清楚，這對新選組是個絕好的立功機會。他立刻將負責偵查的隊員布置在市內各處，秘密進行偵查。
山崎還是那麼賣力，他打扮成賣葯的商販進行打探。他的偵探方法非常特別，首先他到大阪天滿的船宿（水上旅館）購買了大量的藥品，老闆對這樣的客人自然非常殷勤。山崎順勢要求他寫份介紹信給京都三條小橋的池田屋，要老闆說他是老闆的老客戶，托池田屋的老闆好好款待他。
池田屋老闆一看有人介紹，自然放鬆了警惕，特意將山崎安排在低樓的一間空房內。
為什麼山崎盯上了池田屋哪？因為地方的衙役很早就盯上了池田屋，根據最近的調查，這家旅館裡進進出出的都是各個雄藩的脫藩浪人。
山崎自從住進池田屋，白天四處賣葯，進貨。他那幅認真的樣子很快就讓別人相信他是個小商販，連原本對他提防甚緊的浪人，都開始和他開玩笑：「賣葯的，這次可賺飽了吧？」山崎是大阪的小市民出身，對這種玩笑自然是你有來言，我有去語：「大老倌，別作耍了。京都做買賣的人門檻精得很，江戶大阪一天能搞得定的生意，這他媽的要花十天！加上房錢我他媽能不賠就不錯了！」誰都不會想到眼前這個滿口粗話的小商販，居然是新選組的高級士官。
山崎每天都悄悄地將進出旅館浪人的人數、言行、籍貫記錄在紙片上，然後瞅準時機扔出窗外。他房間的窗檯下面有個乞丐躺著，這人其實是京都地方的衙役渡邊幸右衛門。渡邊一看窗口有紙片扔出來，馬上會撿起來直奔三條大橋。在那裡新選組負責偵探的隊員——川崎勝司，化裝成女乞丐等著他。川崎在三條大橋等到天黑，再把情報送到壬生的新選組總部。這條情報鏈，運轉的非常順暢。
可是到了六月的某天，有個長得白白胖胖的男人走過了山崎大開的房門前。
山崎的「光棍眼」一下子就認出了那個男人是——大高忠兵衛！
一股戰慄的感覺如同電流躥過他的身體，這裡面有憤怒也有不快，總之是非常激烈。
山崎整整跟了大高一天，他了解到大高在四條小橋西面賃屋的詳細地址，到了夜裡他又發現大高，悄悄地從小路直奔西木屋町西面一塊空地。空地中間有家舊貨店，店門口掛著「桝屋」的燈籠。大高警覺地看了看周圍又沒有「尾巴」，看看沒有問題，輕輕地敲了敲門，只見門「吱呀呀」開了，大高一閃進去，門有「嘎吱吱」關上了。
（有古怪！）
山崎第二天立即將這個情況上報了上去，一查果然不出所料。這家的主人叫桝屋喜右衛門，一直以來各個藩邸都是他的老客戶。但是去年老闆和家人因為疫病全都死光了。
可是到了今年，有個人自稱是「喜右衛門」的親戚，在這間空屋又開始做生意了。但是據知情人說，現在的老闆怎麼看都是土界町丸太一帶，毘沙門堂門下的家來古高俊太郎。
「這裡就是他們的老巢！」
山崎立刻回到壬生的營地，將這一情況告訴了近藤。這天是六月四日。
傍晚近藤親自帶領二十幾名隊員襲擊了桝屋，他們捉住了古高。他們在這裡查到了大量的武器彈藥和攘夷浪人來往的信件，這還不算，隨後對古高進行的嚴刑拷問，讓他們發覺了一個令人吃驚的事實，原來攘夷浪人決定在六月二十日前夜，趁著大風在御所周圍防火。並趁著這個機會斬殺京都守護會津中將，用他的頭祭奠軍神，然後擁立天子轉道長州。這幫人在起事之前，準備在六月五日三條小橋的池田屋開會作最後準備。
近藤聽到這個消息非常開心，「山崎君，你幹得真不錯！在我們進行進攻之前，你還要在池田屋觀察一下情況的發展。」
山崎很快回到了旅館，他的藥箱里裝的已經不是丸散膏丹了，而是鋒利的大小刀，厚重的鎧甲，他決定在大隊人馬來時，合兵一處，大殺一氣。
「我一定要把忠兵衛砍了！」山崎現在滿腦子就是這個。
近藤交給山崎的任務，也可以說是無巧不成書。在一百多年前元祿時代那次復仇行動中，忠兵衛的先祖大高源吾也被委任了同樣的任務。大石內藏助命令大高源吾偽裝成吳服店的店員，隱姓埋名，千方百計尋找機會接近主君的仇人。終於在元祿十五年十二月十四日，大高掌握了仇人的行蹤，確定了仇人在某個時刻，必定在家裡睡大覺。就是因為這個情報，大石內藏助確定了最終復仇的時間。現在山崎正在做著大高忠兵衛的曾祖一樣的工作，唯一的區別就是大高源吾偽裝成賣吳服的，山崎打扮成賣葯的。
元治元年六月五日，山崎在池田屋的卧房內等待太陽下山。這天正好是京都有名的祗園祭，天一黑在四條大街周邊擺滿了花燈，到處響著熱鬧的祗園囃子（日本音樂名稱）。隨著這些熱鬧的音樂，從天黑之前看上去像浪人的各色人等就陸陸續續走進了池田屋。
山崎掐指一算一共有二十多人，以他看來所有的人都長得面目猙獰，一眼就知道他們是長州派的激進攘夷武士。
大高忠兵衛是最後一個近來的，一進門他就揮手招來旅館老闆池田務兵衛，低聲囑咐到：「關門——」
「終於來啦！」
山崎顯得異常亢奮。
大高的腳步聲直上二樓，然後消失在走廊的盡頭。照此分析剛才那二十幾個人都集中到了二樓。
天氣非常悶熱，但是住在樓下的山崎還是把窗戶關得嚴嚴實實，還上了木板，房間里變得密不透風。他屏氣凝神，但是豆大的汗珠還是不斷冒出，濕透了他的前胸後背。
正在這時——
近藤帶領隊員集中到離池田屋不遠的町會所，等待會津藩的藩兵到來。但是直到各條大街上的花燈熄滅，響鬧著的祗園囃子靜下來之後，會津藩兵的影子還是沒看見。
近藤倒不是猶豫不決，實在是他手頭的兵力太少。不知為什麼，最近新選組的病人特別多，今天晚上能夠出動的實際兵力只有三十人不到。如今這三十人分成兩隊，土方領著二十個人在木屋町三條四國屋一帶大肆搜查。現在連近藤之內，這隊滿打滿算只有十個人。
「十個人，成嗎？要是真算起來，恐怕連十個人也沒有。大門邊門警戒就要五個人，衝進去五個人，五個人，成嗎？」
近藤一開始還反覆打算，最後還是找心腹沖田說了自己的憂慮。他想通過和沖田談話總結一下自己紛亂的思想。
「我也不知道哎！」沖田咧嘴大笑，笑的那麼燦爛，露出了一口整齊的白牙。
「不過我在想啊，四十六名赤穗浪人實行的復仇計畫只為了一個人，可是我們現在卻只有五個人……」
「……」
近藤一聲不響，看來是生氣了。
到了亥刻（晚上十點），會津藩兵還是沒來，照事前的協商，會津藩要調來一千五百人的士兵，加上當地的衙門，一橋、彥根、加賀諸蕃的藩兵，總共應該有三千人包圍池田屋。可是現在不知道為什麼，連個人影也沒有看見。
「不等他們了，機不可失，時不再來！」
近藤毅然決然地開始行動了，後世如果有人質疑近藤是否萬夫不擋，不是個勇敢的人，現在他的行動就是最好的證據。
「諸君，就我們幾個人夠了！」
「好的」沖田微微點了點頭，臉上帶著孩子一般天真的微笑，其他人也差不多，比起那種視死如歸的亢奮，沖田身上更多的是沉著冷靜。
一行人在深夜的道路上狂奔著。
當他們趕到池田屋門前，近藤立即命令原田佐之助、谷三十郎把住門口。
「跟我殺進去的有——」近藤用下巴指了指沖田總司、藤堂平助、永倉新八、近藤周平，加上他自己一共五個人。除了近藤的養子周平之外，其他人都是隊里數一數二的劍客，他們的服裝都是清一色的橫染淺黃底子衣服，臂上套著袖標，外罩特製的羽織，顯得殺氣騰騰的。
來到池田屋時，近藤先走到山崎的緊閉的窗前，低聲問了幾句。
已經等