神龍元年正月二十二日癸卯(705年2月20日)，張柬之、崔玄暐、桓彥范與左威衛將軍薛思行等人率領左右羽林兵五百餘人來到玄武門，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李顯。
李顯有所懷疑，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牙朝臣得以同心協力，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：「諸位將帥宰相為了國家不顧身家性命，殿下為什麼非要讓他們面臨鼎鑊的酷刑呢！請殿下親自去制止他們好了。」李顯這才出來。
王同皎將李顯抱到馬上，並陪同太子來到玄武門，斬斷門栓進入宮中。此時武則天在迎仙宮，張柬之等人在迎仙宮的走廊裡將張易之和張昌宗斬首，然後進至武則天居住的長生殿，在她周圍環繞侍衛。武則天吃驚地坐起來，問道：「是誰作亂？」張柬之回答說：「張易之、張昌宗陰謀造反，臣等已奉太子的命令將他們殺掉了，因為擔心可能會走漏消息，所以沒有向您稟告。在皇宮禁地舉兵誅殺逆賊，驚動天子，臣等罪該萬死！」
武則天看見李顯也在人群之中，便對他說：「這件事是你讓干的嗎？這兩個小子已經被誅殺了，你可以回到東宮裡去了。」桓彥范上前說：「太子哪 能還回到東宮裡去呢？當初天皇把心愛的太子托付給陛下，現在他年紀已大，卻一直在東宮當太子，天意民心，早已思念李家。群臣不敢忘懷太宗、天皇的恩德，所以尊奉太子誅滅犯上作亂的逆臣。希望陛下將帝位傳給太子，以順從上天與下民的心願！」李湛是李義府的兒子，武則天發現了他，對他說：「你也是殺死張易之的將軍嗎？我平時對你們父子不薄，想不到竟然有今天的變故！」李湛滿面羞慚，無法回答。武則天又對崔玄暐說：「別的人都是經他人推薦之後提拔的，只有你是朕親手提拔的，你怎麼也在這裡呢？」崔玄暐說：「我這樣做正是為了報答陛下對我的大恩大德。」
接下來逮捕了張昌期、張同休、張昌儀等人，將他們全部處斬，並在神都天津橋的南邊將上述人犯與張易之、張昌宗二人一道梟首示眾。在這一天裡，為防範突然事變的發生，袁恕己隨從相王李旦統率南牙兵馬，他們將韋承慶、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。先前，張昌儀新建起一幢非常豪華的宅第，規模比諸王及諸位公主的宅第還要宏大，有人晚上在他的門上寫道：「一日的絲能織幾日的薄紗？」張昌儀讓人把字跡除掉，結果又被人寫上，這種情況總共出現了六七次。張昌儀用筆在門上寫道：「即使是只織一天，我也感到滿足。」此後便沒有再出現這種情況。
正月二十三日，武則天頒下制書，決定由太子李顯代行處理國政，大赦天下。任命袁恕己為鳳閣侍郎、同平章事，派遣十位使者分別攜帶天子的璽書前往各州進行安撫工作。正月二十四日，武則天將帝位傳給太子李顯。