武則天執政前期，武氏親屬掌權，唐皇族人人自危，大家心中悲憤惋惜。正好眉州刺史英公李敬業和他弟弟令李敬猷、給事中唐之奇、長安主薄駱賓王、詹事司直杜求仁都因事獲罪，李敬業被降職為柳州司馬，李敬猷被免官，唐之奇被降職為栝蒼令，駱賓王被降職為臨海丞，杜求仁被降職為黟縣令。杜求仁就是杜正倫的侄子。魏思溫曾任御史，再次被罷黜。他們都聚會於揚州，各自因失去官職心懷不滿，便陰謀作亂，以挽救恢復廬陵王的帝位為借口。
魏思溫充當謀主，指使他的黨羽監察御史薛仲璋要求奉命出使江都，然後讓雍州人韋超到薛仲璋處報告，說「揚州長史陳敬之陰謀造反」。薛仲璋逮捕陳敬之入獄。數日後，李敬業乘驛車到達，偽稱自己是揚州司馬前來赴任，說「奉太后密旨，因高州酋長馮子猷謀反，要發兵討伐。」於是開府庫，命揚州士曹參軍李宗臣到鑄錢工場，驅趕囚徒、工匠發給他們盔甲。將陳敬之在監獄斬首;錄事參軍孫處行抗拒，也被斬首示眾，揚州官吏再沒有敢反抗的。於是征發一州的兵馬，又使用中宗的年號嗣聖元年。設置三個府署：第一個稱為匡復府，第二個叫英公府，第三個叫揚州大都督府。李敬業自稱匡復府上將，領揚州大都督。任命唐之奇、杜求仁為左、右長史，李宗臣、薛仲璋為左、右司馬，魏思溫為軍師，駱賓王為記室，十來日便聚集士兵十餘萬人。
李敬業由駱賓王寫了著名的《為李敬業討武曌檄》，傳佈檄文到各州縣，內容大致說：「僭竊帝位的武氏，本性並不溫順，出身非常貧寒低賤。她從前居於太宗後宮的下列，曾找機會侍奉太宗，得到寵幸，等到太宗晚年，又與太子淫亂。她隱瞞了同先帝的私情，暗地裡謀求在後宮的寵幸，終於登上皇后的寶座，使我們的君主陷於形同禽獸的境地。」又說：「武氏殺害姐姐，屠戮哥哥，殺死皇帝，毒死母親，為人和神所共同憎恨，為天地所不能容忍。」又說：「包藏著禍心，圖謀竊取帝位。君王的愛子，被幽禁於別殿;武氏的宗族親近，都給予重任。」又說：「先帝墳墓上的黃土還未乾燥，成年的孤兒現在哪裡！」又說：「試看今日國家之內，究竟是誰家的天下！」
武則天看到檄文以後問：「這是誰寫的？」有人回答說：「 駱賓王。」武則天說：「這是宰相的過失。此人有這樣的才華，卻讓他飄泊失意，不得重用！」
李敬業找到一個相貌像已故太子李賢的人，欺騙眾人說：「李賢沒有死，逃亡在這個城中，他命令我們起兵。」於是侍奉他以號令天下。楚州司馬李崇福率領屬下三縣響應李敬業。只有盱眙人劉行舉佔據縣城，不肯從命，李敬業派他的將領尉遲昭進攻盱眙。太后下詔任命劉行舉為游擊將軍，任命他弟弟劉行實為楚州刺史。
甲申，武則天任命左玉鈐衛大將軍李孝逸為揚州道大總管，領兵三十萬，任命將軍李知十、馬敬臣為他的副職，討伐李敬業。
裴炎被殺
由於薛仲璋是裴炎的外甥，裴炎為顯示自己安靜無事，不急於討論討伐李敬業。武則天向他詢問對策，他回答說：「皇帝已經年長，不能親自處理政事，所以小子們找到借口。若太后將政權交還皇帝，則不用討伐就會自然平定。」監察御史藍田人崔聽到後，進言說：「裴炎受高宗臨終托付，大權掌握在自己手裡，如果沒有不軌的圖謀，為什麼請太后交還政權？」武則天於是命令左肅政大夫金城人騫味道、侍御史櫟陽人魚承曄審問裴炎，並將他逮捕入獄。裴炎被捕後，言詞氣概，不肯屈服。有人勸他用恭順的詞語以求免罪，裴炎說：「宰相入獄，哪有能保全的道理！」
鳳閣舍人李景諶證明裴炎必定謀反。劉景先和鳳閣侍郎義陽人胡元范都說：「裴炎是國家首要大臣，有功於國家，盡心侍奉皇帝，天下的人都知道，我們敢證明他不會謀反。」武則天說：「裴炎謀反是有緣由的，只是你們不知道罷了。」回答說：「如果裴炎算是謀反，則我們也謀反了。」太后說：「朕知道裴炎謀反，知道你們不謀反。」文武官員中證明裴炎不會謀反的人很多，武則天都不聽。沒有幾天連劉景先、胡元范也被捕入獄。丁亥，武則天任命騫味道為檢校內史、同鳳閣鸞台三品，李景諶為同鳳閣鸞台平章事。丙申，裴炎被斬首於洛陽都亭。
妄圖王氣
魏思溫勸李敬業說：「您以恢復皇帝的權力為口號，應當率領大軍大張旗鼓地前進，直向東都洛陽，那麼天下人知道您以救援天子為志向，四面八方都會響應。」薛仲璋說：「金陵有帝王氣象，又有長江天險，足以固守，不如先奪取常、潤二州，作為奠定霸業的基礎，然後再向北以圖奪取中原，這樣進可以取勝，退有歸宿，這是最好的策略。」魏思溫說：「崤山以東豪傑因武氏專制，憤怒惋惜，心中不平，聽說您起事，都自動蒸麥飯為乾糧，舉起鋤頭為武器，以等待南軍的到來。不乘這種形勢建立大功，反而退縮，自求建造巢穴，遠近的人聽到了，哪有不人心離散的！」李敬業不肯接受他的主張，派唐之奇守江都，自己領兵渡過長江，攻打潤州。魏思溫對杜求仁說：「兵力合在一起則強大，分散則削弱，李敬業不合力渡過淮河，收集山東的兵眾以奪取洛陽，失敗就在眼前了！」
壬辰，李敬業攻陷潤州，抓獲刺史李思文，用李宗臣取代他。李思文是李敬業的叔父，知道李敬業的陰謀，事先派遣使者走小道向朝廷報告即將發生的這一叛亂事件，被李敬業進攻後，拒守很長一段時間，力竭而城被攻陷。魏思溫請求將他斬首示眾，李敬業不同意，對思文說：「叔父阿附於武氏，應改姓武。」潤州司馬劉延嗣不肯投降，李敬業將要殺死他，魏思溫救他，得免於死，和李思文一起被關進獄中。劉延嗣是劉審禮的堂弟。曲阿令河間人尹元貞領兵救潤州，打了敗仗，被李敬業擒獲，李敬業用刀威脅他。不肯屈服而被殺。
丁酉，武則天追削李敬業祖父和父親的官職封爵，掘墓砍棺，恢復其本姓徐氏。
江南大戰
徐敬業聽說李孝逸將到，從潤州回軍抵抗，屯兵高郵境內的下阿溪;派徐敬猷進逼淮陰，別將韋超、尉遲昭屯兵都梁山。
李孝逸進軍至臨淮，偏將雷仁智與徐敬業交戰失利，李孝逸因而畏懼，按兵不動。殿中侍御史魏元忠對李孝逸說：「天下安危，在此一舉。天下太平的日子已久，一旦聽說瘋狂凶暴的人，都全神貫注側著耳朵等待他們的滅亡。現在大軍長久停留不進，遠處和近處的百姓失望，萬一朝廷另外任命其他將領取代您，您有什麼理由可以逃避徘徊觀望的罪責呢！」李孝逸這才領軍前進。壬寅，馬敬臣進擊，斬殺尉遲昭於都梁山。
十一月辛亥，武則天任命左鷹揚大將軍黑齒常之為江南道大總管，討伐徐敬業。
韋超擁兵佔據都梁山，唐軍諸將都說：「韋超憑險要自守，我軍士卒無法施展勇力，騎兵無法展足奔馳;而且窮寇死戰，強攻，自己的士卒傷亡大，不如分兵圍困，大軍直指江都，顛覆他們的巢穴。」支度使薛克楊說：「韋超雖然據有險要，但兵不多。現在多留兵圍困則前軍兵力分散，少留兵則終歸是後患，不如先進攻他，只要進攻一定能攻下，攻下都梁山，則淮陰、高郵的敵人都會望風瓦解了！」魏元忠請求先進擊徐敬猷，諸將說：「不如先進攻徐敬業，徐敬業一失敗，則徐敬猷可不戰而擒。若進攻徐敬猷，則徐敬業發兵救他，我們將腹背受敵。」魏元忠說：「不對。敵人的精兵集中在下阿，他們倉卒聚集而來，利在一次決戰，萬一我軍失利，大事便無可挽回！徐敬猷出身於賭徒，不熟習軍事，兵力又單薄，軍心容易動搖，大軍進逼，馬上可以攻下。徐敬業雖想救他，從距離計算看根本來不及。我軍摧毀徐敬猷，乘勝而進，雖有韓信、白起也不能抵擋。如今不先攻取弱者而急著去攻強者，不是上策。」李孝逸聽從他的意見，領兵進擊韋超，韋超乘黑夜逃走;進攻徐敬猷，徐敬猷隻身逃跑。
叛亂平息
庚申，徐敬業統兵憑借下阿溪固守。後軍總管蘇孝祥夜裡帶領五千人，用小般渡過溪水先發起進攻，結果兵敗身死，士卒涉水時淹死過半。左豹韜衛果毅漁陽人成三朗被徐敬業俘虜，唐之奇欺騙他的部眾說：「這就是李孝逸！」準備斬首，成三朗大喊：「我是果毅成三郎，不是李將軍。官軍已大批到達，你們覆亡就在眼前。我死後，妻子兒女蒙受榮耀，你們死後，妻子兒女被籍沒為奴婢，你們最終不如我。」他終於被斬首。
李孝逸等軍相繼到達，數次交戰失利。李孝逸畏懼，準備撤退，魏元忠與行軍管記劉知柔對他說：「現在正是順風，蘆荻乾燥，是火攻的好機會。」他們堅決請求決戰。徐敬業佈陣已久，士卒多疲倦觀望，戰陣不能整肅;李孝逸進擊，乘風縱火，徐敬業大敗，斬首七千級，淹死的不計其數。徐敬業等輕裝騎馬逃入江都，帶著妻子兒女投奔潤州，準備從海路逃往高麗;李孝逸進兵屯駐江都，分別派遣各將領追擊徐敬業。乙丑(十八日)，徐敬業到達海陵地界，被大風所阻止，他的部將王那相砍下徐敬業、徐敬猷和駱賓王的腦袋向官軍投降。余常唐之奇、魏思溫都被捕獲。斬首後，他們的腦袋被送往神都。揚、潤、楚三州平定。