過了沒幾天，女皇武則天突然病了，一連好幾日都沒有上朝，而且也不詔見朝中大朝，一切奏章皆由張氏兄弟代爲傳達。
宰相文昌左相張柬之、鸞臺侍郎崔玄暐等人心急如焚。畢竟連武則天的面都見不到，一切政令皆由張易之、張昌宗代傳，若萬一陛下薨逝，衆臣皆不知情，張氏兄弟謀朝篡位豈不輕而易舉！
宰相張柬之、崔玄暐利用手中調自己的親信桓彥範爲右威衛大將軍與左威衛大將軍薛思行共同掌握南北衙禁軍。
神龍元年正月二十二日，宰相張柬之、崔玄暐命桓彥範與左威衛將軍薛思行等人率領左右羽林兵五百餘人來到神都紫微城北門玄武門，派李多祚、李湛及內直郎、駙馬都尉安陽人王同皎到東宮去迎接太子李顯。
李顯有所懷疑，並沒有出來，王同皎說：“先帝把皇位傳給殿下，殿下無故遭到幽禁廢黜，皇天后土、士民百姓無不義憤填膺，已經有二十三年了。現在上天誘導人心。北門的羽林諸將與南衙朝臣得以同心協力，立志誅滅兇惡的小人，恢復李氏的江山社稷，希望殿下暫時到玄武門去以滿足大家的期望。”
李顯回答說：“兇惡的小人的確應該翦除，但是天子聖體欠安，你們這樣做能不使天子受驚嗎？請諸位日後再圖此事。”李諶說：“諸位將帥宰相爲了國家不顧身家性命，殿下爲什麼非要讓他們面臨刀刮的酷刑呢？請殿下親自去阻止他們好了。”李顯這纔出來。
王同皎將李顯抱到馬上，並陪同太子李顯到玄武門，斬斷門栓進入宮中。此時武則天在迎仙宮，張柬之等人在集仙殿的走廊下將張易之和張昌宗斬首，然後進至武則天居住的集仙殿。武則天被驚醒之後，見周圍侍衛環繞，喫驚的問道：“是誰作亂？”
武則天看見李顯也在人羣之中，便對他說：“這件事是你讓乾的嗎？那兩個小子已經被誅殺了，你可以回到東宮裏去了。”
桓彥範上前說道：“太子哪還能回到東宮裏去呢？當初天皇把心愛的太子託付給陛下，現在他年紀己大，卻一直在東宮當太子，天意民心，早已思念李家。羣臣不敢忘懷太宗、天皇的恩德，所以尊奉太子誅滅犯上作亂的逆臣。希望陛下能將帝位傳給太子，以順從天意民心？”
李湛是李義府的兒子，武則天發現了他，對他說：“我平時對你們父子不薄，想不到你今日竟然也隨他們前來逼宮？”李湛聽後滿面羞愧，無法回答。
武則天又對崔玄暐說：“別人都是經他人推薦而獲得提拔的，只有你是經朕親手提拔的，你怎麼也在這裏？”
崔玄暐回道：“臣這樣做，也正是爲了報答陛下對我的大恩大德。”
在這一天裏，爲防範突然事變的發生，袁恕己隨從相王李旦統率南衙兵馬將張昌期、張同休、張昌儀斬首，並將韋承慶、房融及司禮卿崔神慶等逮捕下獄，這些人都是張易之的同黨。
雖然崔子陵平素與張氏兄弟交好，但在朝堂上卻並未參與張氏兄弟所做的一切。何況他還是崔玄暐的族侄，與崔玄暐也過往甚密，所以沒有受到任何波及。
正月二十三日，武則天頒下詔書，決定由太子李顯代行處理國政，大赦天下。任命袁恕己爲鳳閣侍郎、同平章事，派遣朝廷使者分別攜帶天子璽書前往全國各州進行安撫工作。正月二十四日武則天將帝位正式傳給太子李顯。