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（上圖為建於1906年的牯嶺街小劇場。此建築位於台北市中正區，在日治時期為日本憲兵分隊，戰後成為台北市政府警察局第二分局。1954至1958年經過改擴建成為三層建築。）
1961年6月15日晚約十點，台北市警局第二分局的值班巡警接到報案稱牯嶺街5巷10號的後門有穿童軍服的女學生被殺。兩位警察立刻趕到現場，見一少年抱住倒地的女學生不放，警察帶著女學生和這個自稱是她哥哥的少年一起到台大醫院，急診醫生判斷女學生入院前已無生命體征。
少年泣不成聲，在警察再次詢問時改口稱自己既是女學生的哥哥，也可以說是未婚夫。警察察覺不對，再問：“人是你殺的嗎？”，對方回答：“是我殺掉的！”。警察隨即把少年押回警局審理。
死去的女學生是建國中學初二甲班（夜間部）的劉敏，15歲，祖籍山東沂水。劉敏父為國民黨通訊官劉澤溫，1948年死於徐蚌會戰，即我們熟知的淮海戰役。劉澤溫死後，其妻陳慶華帶著2歲獨生女劉敏隨軍到台灣，獨自撫養女兒長大。
少年是曾就讀建國中學初二丙班（夜間部），最近被開除的茅武，16歲，祖籍浙江寧波。茅武父親茅澤霖在中央研究院任職，與胡適是好友。茅家六個兄弟姐妹，茅武排行老五。
（牯嶺街少年殺人事件的導演楊德昌與劉敏，茅武是建國中學同屆同學，不知是否相識。）
1960年3月28日，劉敏和茅武在0東公車上結識。5月1日劉敏在第一節課下課休息時走過走廊給茅武遞了一張紙條，上書“我愛你”，此後二人開始約會。彼時劉敏有就讀喬治中學的男友張毅強，與茅武成為情侶後，劉敏與茅武約定誰變心就下地獄，也和張毅強分了手。劉敏和茅武的感情迅速升溫，當年12月31日晚，兩人在大樹下約會發生關係。（日後茅武在法庭上又稱與劉敏僅是普通朋友，因劉敏已逝，此事不可考。）
茅武發現海盜幫成員，初二乙班的江乾申想要追求劉敏，為了對抗江乾申，茅武劉敏取了外號小玉，為自己取了外號鍾璧，喻二人鍾情璧玉，兩人的“幫派”叫做璧玉幫。璧玉幫有燒香拜把子的五人，茅武是老幺，負責談判。因為璧玉幫和海盜幫打架，被學校記了大過，兩個幫派自此成了學校的重點關注對象。1961年4月茅武書包裏搜出了一把彈簧刀，因而被學校勒令退學。
(1950年代，國民黨退守台灣的軍官子女多為學生，他們為了求生存，聯合外省子弟形成黑幫團體。如今的竹聯幫就是由當時外省學生的校園幫派中和幫發展而來。)
離校的茅武與劉敏接觸機會減少，兩人約會頻率不複往常，後茅武從他人處了解到劉敏和丙班的馬積申過從甚密，遂委托璧玉幫的兄弟，也在建中就讀的孔瑜約馬積申到南昌路冰店談判。茅武警告馬積申離劉敏遠點兒，馬積申置之不理，二人約好6月15日晚在南海路美國新聞處前單挑。
茅武聽孔瑜說馬積申會帶武士刀到場，於是去丙班同學孫德雄家偷刀。茅武退學前與孫德雄同在丙班，兩人關係不錯，退學後的茅武也時常在孫家寄宿。6月14日茅武與馬積申在冰店談判前就偷了孫德雄藏在自己床下的紅白相間的木柄童軍刀，被孫德雄發現奪回。15日茅武趁孫德雄還在學校溫書，再次從他床下偷刀趕赴美國新聞處。
晚九點茅武趕到建中，告訴孫德雄十點到美國新聞處見麵。孫德雄此前已從孔瑜處得知茅武與馬積申單挑之約，勸也還在學校的馬積申千萬不要赴約，馬積申聽說茅武來勢洶洶，連腳踏車也顧不上，拔腿逃走。
九點五十分孫德雄放學回家，經過美國新聞處時看見等在那裏的茅武，試圖拉他一起回家。這時劉敏也與兩位女同學一起走來，見到茅武，就撇下女同學和茅武兩人往牯嶺街走去。
茅武和劉敏走到牯嶺街5巷10號後門，告訴劉敏：“我不喜歡你與馬積申在一起”，劉敏回說：“你管不著。”。茅武遂威脅說要殺了劉敏，劉敏問：“你忍心嗎？”，茅武答：“不忍心”。茅武先後懇求劉敏四次，劉敏皆不鬆口，茅武一氣之下拔刀刺入劉敏胸口，又在她額頭肩膀各砍兩刀，背部連刺兩刀，直至劉敏的童軍服被血染紅才住手。
茅武此前曾致信劉敏，希望其不要與馬積申交往，原信如下：
“我抱歉昨天打了你，昨晚我一夜沒睡，我真想殺了馬積申，但後來我一想不值得。如果我殺了他，你也不會再愛我，而且殺了他反而覺得我沒用，何況還得償命。但我一定要阻止你和馬積申來往，因為他在某校有兩個女友，一個叫曾xx，一個叫什麽，我記不清楚了。我希望你能信任我，無論如何，我茅鍾璧是不會欺騙你的，因為我永愛你的。玉妹，玉妹，我的玉妹，我也不必寫了，因為我隻少跟你說了多少話，我倆四百零八日的友情，就完了嗎？但願你能回到我的懷抱裏，我不多寫了。我的心意你是知道的，我對你的愛也是任何人所共知的，好玉妹，最後祝你安康，好好用功，別再交男朋友！
永屬你的斷腸人上”
劉敏的母親陳慶華每晚都到基隆路口的公車站前等待女兒放學一起回家。6月15日，陳慶華一直等到午夜最後一班公車開走，還是不見女兒。這時鄰居找到公車站，告訴陳慶華警察到其家通知劉敏已被人殺死，屍體還在台大醫院。陳慶華聽說，沒有趕去醫院，而是徑直回了家。
陳慶華的妹妹也接到消息到醫院去查看，左等右等不見姐姐來認屍。淩晨兩點她去陳慶華家裏找姐姐，進屋發現姐姐人事不省，趕緊搭三輪車把她送去醫院急救。醫生從X光看到陳慶華腹中有一枚戒指的影像，乃知她萬念俱灰因而吞金自殺。所幸搶救及時，陳慶華沒有死成。
7月11日茅武因殺人罪被提起公訴，起訴書中寫道：“被告茅武係一不良少年，僅因女友不順從其意，竟拔刀連續猛刺女友七刀，生性殘暴，惡性重大，應請刑庭從重科刑，以昭炯戒。”
劉敏之母陳慶華上庭作證，請求法庭重判茅武，她並向庭上提出民事訴訟，要求被告賠償損害四十一萬二千九百四十五元。
茅武在法庭上改口稱與劉敏隻是普通朋友。檢方展示了茅武和劉敏的多封書信反駁。
庭訊中負責在茅武與馬積申之間傳話的孔瑜提供了更多細節。他替茅武約馬積申在美國新聞處門口打鬥時，信口胡謅說茅武會帶刀到場，馬積申說：“我也去借刀來。”隨後孔瑜又告訴茅武馬積申帶了武士刀，讓他小心。至此茅武才去孫德雄家中偷刀。
8月8日是劉敏16歲的生日，當天法庭判處茅武有期徒刑15年，褫奪公權8年。檢方認為茅武未滿十八歲，尚有教育餘地，依刑法不得處以死刑或無期徒刑，然而他手段殘忍，故而以法定最重的刑期判處。
9月22日，陳慶華訴茅武賠償一案審訊終結，茅武之父茅澤霖認為賠償金額巨大，自己無法承擔而拒絕。陳慶華認為其女劉敏之死由茅武一手造成，應當承擔全部費用，因茅武尚未達法定年齡，其父應負賠償責任，顧請求法庭執行茅澤霖財產。
9月26日，民事庭宣判茅澤霖支付給陳慶華十二萬九千五百二十三元，含殮葬費，慰藉費，撫養費。
茅武數次上訴，曾由高院改判七年，檢察官不服上訴，高院發回更審，改判十年。
1976年，茅武出獄，時年25歲，亦有其他說法稱茅武提前獲得假釋。有說茅武出獄後改名換姓到了美國生活，也有說茅武扔在台灣擺攤賣麵。
以上為電影 牯嶺街少年殺人事件 之原案。籌拍影片時，楊德昌導演曾經找過吳倩蓮，後來遇到從美國回台灣度假的女孩楊靜怡，才定了女主角小明。男主角小四一早定下了演員張國柱的兒子張震。
1986年小野（李遠）與楊德昌合寫的劇本初稿，兩人都是外省人二代，有相似的經曆和視野。楊德昌想講隨國民黨戰敗於1949年來到台灣生活的外省人的絕望。這一點，在影片的開頭有出現。
起初楊德昌承諾電影會在五個月內拍完，誰知一拍五年。拍攝開始不久，楊德昌一直在改故事，增加人物。楊德昌又在和小野合作的包括牯嶺街少年殺人事件，恐怖分子和雙城故事在內的三個劇本不斷往複，小野因而和楊德昌翻臉離開劇組。
（參加1991年東京國際影展，左起楊德昌，張震，吳靜怡，最右為張國柱）
