立李旦为皇帝是裴炎与太后两支力量搭伙求财的结果，但在这一次行动中，裴炎等不知不觉落入了武则天的圈套中。
裴炎与武则天合作，帮助武则天废除了中宗李显，立李旦为皇帝。但是，结果却是武则天大权在握，李旦名不副实。对于裴炎等来说，这比“废立”之前的局面更坏！废立之前，李显还享有若干权力，太后临朝称制还不是那么名正言顺，他可以在皇太后与皇帝之间舞智弄权。现在则不行了，虽然同是皇帝，但李旦却是一个毫无权力的皇帝。结果就使得裴炎目瞪口呆，哑巴吃黄连，有苦说不出。
武则天在争夺权力的过程中，有同党，也有敌人和大量的中间派。她善于在后两者中争取到有共同利益的一批人，为己所用，去收拾异己。大的变动发生时，正是利益分合最激烈的时期，也正是武则天利用矛盾施展手段的时候。武则天用变的最好事例是临朝称制前后，她先利用裴炎，后来又消灭裴炎集团。
裴炎梦寐以求的是拥立李旦，而对于临朝称制，他们坚决反对。既然如此，裴炎等为什么这样卖力气呢？这就是武则天的艺术。她对裴炎等的心理是了解的，根据后来的事实看，在双方密谋的过程中，武太后根本没有提出临朝称制的问题。她同意了裴炎等的要求：在李显废立后，立李旦为帝。武则天的这种态度，驱使着裴炎等去为她卖力。
李旦被置于无权地位，已经使得裴炎集团深深地失望。在临朝称制之后，裴炎集团更恼怒起来，因为武氏家族地位正扶摇直上。中宗和睿宗的废立，使朝中格局发生了很大变化。其中最重要的动向，是武承嗣的角色变换。二月十五日，武则天以太后的名义在洛阳宫朝堂上为睿宗举行了册“嗣皇帝”的典礼。为武则天安排主持册礼的，既不是受顾命之托的宰相裴炎，更不是远在长安的威望崇高的老臣刘仁轨，而是自己的侄子礼部尚书武承嗣。武承嗣的礼部尚书也是刚刚任命的。这年闰五月又当上了宰相--由礼部尚书改任为太常卿、同中书门下三品。武则天起用的武氏家族，还包括武元庆之子武三思，他先后担任右卫将军和兵部尚书。
自高宗朝末年以来，宰相班子几乎是裴炎集团一手把持的独立王国。裴炎曾为控制这个王国而奋斗多年。以前，他甘冒嫉贤之名以排除裴行俭，甘冒天下之大不韪发动二月废立，排挤韦玄贞，目的都是为了控制宰相班子。他不能让宰相事子中有异己分子存在。他不能让武承嗣等的权力再发展下去。
裴炎与皇太后的冲突，集中体现在对兴武和灭李的批判上。礼部尚书和太常卿都是负责国家礼仪的长官，就在武承嗣任此二职前后，他向武则天上书，请求将武氏五代祖以下皆追尊为王，受到裴炎的反对。裴炎还举了西汉吕后大封吕氏最终败亡的例子。但武则天认为，自己是不会重蹈吕氏覆辙的，理由在于，封王生者与追王死者是根本不同的。裴炎却说，追王死者就是为封活着的人为王的阶梯。要防止失败，就应当去掉这个阶梯，所谓“事当防微杜渐”。这是裴炎与武则天矛盾的首次公开化。但武则天不会就此搁置追封之事。到当年九月，武氏祖先就都被封为王。
这是裴炎集团和武氏决裂的第一回合。第二回合是围绕皇太后灭李行动展开的。当武承嗣建议杀韩、鲁两王的时候，武则天找裴炎、刘祎之、韦思谦等人来商量。但后两人这时却都唯唯诺诺，唯独裴炎坚决反对。武则天对裴炎这种态度，自然十分愤怒。
利用的价值早就没了，而矛盾又如此激化，武则天开始考虑除去裴炎了。在扬楚事变后，武则天与宰相裴炎的矛盾终于到了不可收拾的地步了，武则天开始向裴炎集团动手了。
徐敬业发动“扬楚事变”后，武则天和裴炎都想利用这次事变朝着有利于自己的方向发展。裴炎方面需要控制叛乱，要使叛乱局限在江南一隅，不发展到中原来，否则，在那种情况下，时局的最高仲裁者将是徐敬业，而不是裴炎，他会被作为废君的逆臣除掉；另一方面，他又需要叛乱。对他来说，叛乱是迫使太后还政的一个筹码，他可以借此向武则天施加压力，逼她交出政权，取消临朝称制，使李旦成为名符其实的皇帝。
徐敬业举兵的消息传到东都，裴炎希望能拖延时间，等待事态的扩展，然后借此逼太后归政于睿宗李旦。所以，他并不积极提出讨论平叛之事。当武则天问裴炎平叛之计时，裴炎反而孤注一掷，以叛乱来要挟武则天，说：“皇帝年龄已长，却不亲掌政事，所以那些人才得到叛乱的借口。如果太后返政皇帝，则叛乱不讨自平矣。”在裴炎提出以政治方法解决扬州问题意见以后，监察御史崔察立刻上表指责他：“裴炎伏事先朝，二十余载，受遗顾托，大权在己，若无异图，何故请太后归政？”意思是说裴炎身受先皇临终之托，手握大权，知道叛乱却不主张讨伐，反而请太后归政于当今天子，此中必有反谋。武则天借着崔察之言，命左肃政大夫骞味道、侍御史鱼承晔将裴炎逮捕下狱，审理此事。
对于裴炎是否参与了叛乱，历来有不同的认识。郭沫若认为他是参与其中的代表人物。郭沫若在历史剧《武则天》中设计的武则天审问裴炎的一幕很有代表性：
武则天：裴炎，你知罪吗？
裴炎：我不知身犯何罪。
武则天：你身为宰相，图谋篡夺天位，与徐敬业、程务挺等狼狈为奸，兴兵作乱，荼毒生灵，你自问，当处何罪？
骆宾王：中书令裴炎要派遣他的外甥监察御史薛仲璋奉使江都，并派遣程务挺将军的亲信给事中唐之奇作为随员。他叫我八月初八的清早寅时，到天津桥取齐，一道赶赴扬州，帮同徐敬业起兵。
武则天：骆宾王，你去见过裴炎！
裴炎：怎么？你还没有死？
骆宾王：我感谢你啦。你和徐敬业、程务挺，里应外合，是你自己想做皇帝。你还封了我为中书令。
武则天：中书令骞味道，你可把裴炎给徐敬业的一封密信念出。
骞味道：英国公麾下：孝逸南下，务挺西迁。缓刑白马，静待青鹅。详由求仁面达，不宜。裴炎顿首。九月四日。
武则天：我对这信的意思大体上是明白的，是裴炎要徐敬业慢慢起兵。由于程务挺已经调走，李孝逸已经率兵南下，情势变了，所以不得不“缓刑白马”。但这“静待青鹅”一句却也不懂，你们有人懂得吗？
上官婉儿：裴炎他亲自告诉我，青字是“十二月”，鹅字的行书是“我自与”。“青鹅”的意思就是说，等到十二月，我自己动手。他说到那个时候，估计程务挺可以从单于道调回洛阳了。他还给了我这么一瓶砒霜，要我把它放进莲子羹里面，毒死天后陛下，愈快愈好。
郭沫若作如此分析的依据，是唐人《朝野佥载》卷五所讲述的一个故事：
裴炎为中书令时，徐敬业欲反，令骆宾王想办法争取裴炎一同起事。骆宾王静思片刻，编出了一首歌谣曰：“一片火，两片火，绯衣小儿当殿坐。”然后教裴炎庄上的小儿唱诵这首歌谣，越传越广，以至京城里的童子都会唱。裴炎听到后，乃寻访学者进行解读。于是，召来了大名鼎鼎的诗人骆宾王。裴炎几次向骆宾王赠送宝物，骆宾王都不说。又送给他美女和骏马，骆宾王还是不说。于是裴炎将一幅古代忠臣烈士图拿出来与骆宾王共同观赏，当看到司马懿的时候，骆宾王问：“不知相公要解读的是什么谣言？”裴炎告诉他是“片火绯衣”之事。骆宾王听后，当即退下，北面而拜曰：“相公是真命天子！”
不过，无论是从现存史料或当时实际政治形势分析，裴炎都不大可能具有篡夺帝位的野心。所谓谋反，只是武则天加给他的一个罪名。崔察的话讲得很明白，裴炎之罪与其说是对镇压反叛态度消极，不如说他想强化其受遗顾托的大权，不积极筹划诛讨，旨在逼太后还政，而不在支持叛乱。
武则天逮捕裴炎是一件风险很大的事，因为她并没有拿到裴炎串通徐敬业的确证，但还是下制逮捕裴炎，关进监狱。于是，朝中出现了一场营救裴炎的风潮。营救者之中，有凤阁侍郎胡元范、侍中刘景先，还有左卫率蒋俨、吏部侍郎郭待举。实际上出面和武则天辩论的，远远不止这几个人。他们大多是裴炎集团的人。
胡元范等人曾与武则天发生过激烈的争辩。他们说裴炎不仅不是反臣，而且还是“社稷之臣”。胡元范等的意见，受到太后的驳斥。但又有人出来辩论。于是，太后摆出了坚定态度。她说：“裴炎有反端，只是你们不知道罢了。”但胡元范等的态度也越来越强硬。他们顶着说：“如果裴炎是谋反，那臣等也是谋反！”这话背后的意思是：如果认为政治解决问题就是谋反，那么我们也是谋反者。言下之意，即他们也主张以政治手段解决扬州问题。很大一部分宰相、副宰相和相当一级的高官发难了。武则天的答复是：“朕知道裴炎谋反，也知道你们不谋反。”
在复杂的局势面前，武则天态度更强硬。一方面，她将胡元范、刘景先也逮捕起来；另一方面，她在九月丁亥日，颁布制书，把骞味道、李景谌提拔到宰相的位置上。裴炎被收监以后，骞味道是被指派审理裴炎的两法官之一；李景谌则是在朝臣们营救裴炎活动蓬勃展开时，力持异议的人。他论证裴炎必反。
这是武则天极为拿手的一着，其特点就是利用手中的政治指挥棒来操纵时局。每逢遇到棘手的问题的时候，她就鲜明地表示态度：我喜欢的是什么，讨厌的是什么；你们可走哪条道，不可以走哪条道。顺我者昌，逆我者亡。反对临朝称制的宰相，我把他抓了起来；拥护临朝称制，但地位稍低的官员，我把他们提升为宰相。特别是在紧要关头，有的人不一定就是真有德行和才干，甚至是一些小人或投机者，但只要忠心，武则天照样重用。
武则天的这一招使出后，朝中的汹汹之势似乎有所平息，但是，裴党中的中坚分子仍未息止。一份营救裴炎的密表，从灵武寄来，呈表人是单于道安抚大使程务挺。程务挺曾作为裴行俭的副将在平定漠北突厥的叛乱中立下大功，又协助裴炎勒兵入宫废黜中宗，已是军界的实力人物。军方的异议总是举足轻重的。二月废立以后，程务挺在洛阳呆了一段时期。第二年七月徐敬业等人的活动还处于隐秘阶段，武则天以为时局已经稳定下来了，就叫程务挺回灵武去。这次回灵武，她给程务挺升了官，以前他是以右武卫将军资格作单于道安抚大使的，而现在他以左武卫大将军的资格作单于道安抚大使。
程务挺不仅与裴炎关系密切，而且与叛乱集团中两个重要成员唐之奇与杜求仁，关系也不错。程务挺的密表使武则天深为吃惊。曾有人向她指出：徐敬业、裴炎、程务挺三人是串通一致的，但并没有拿出什么确证。
武则天在压力面前以她特殊的方式表明了态度。她派人到程务挺所在军中将其斩杀，籍没全家。这样的大案，居然没有引起任何波动，只是唐朝损失了一员宿将。还有一位同样由裴行俭提拔起来的干将王方翼，就是为赵持满收尸的人，因为同程务挺素相亲善，又是被废王皇后的亲属，这时也被从夏州都督任上征还下狱，流放崖州（今海南三亚）而死。
在杀裴炎的事上，武则天是不敢轻易下决心的，毕竟，裴炎集团有军方的支持。必须找到更有力的支持才能对裴炎下手。在这个问题上，武则天利用了刘仁轨。刘仁轨是和裴行俭齐名的老将，正任西京留守。长安所在的关中是唐主力部队府兵的聚集地，是洛阳的后院。必须在这位老将的支持下，才与可能镇压裴炎集团。刘仁轨曾经反对过武则天临朝称制，但武则天对他十分容忍，就是想有朝一日换取他的支持。恰好刘仁轨此前受到裴炎等人的排斥，对裴炎独揽大权的做法早有不满，于是，又一笔交易做成了。
公元684年十月，裴炎被斩于洛阳之都亭。处置完裴炎，轮到那些证明裴炎不反的人了。除裴炎几个兄弟受流放外，刘景先被贬为普州刺史，胡元范流放琼州，不久两人都凄惨地死去。
从武裴双方利用事变的技巧上看，武则天与裴炎心境不同，便可以明了当时双方的高下。武则天的心境，在她骆宾王那篇著名檄文时表现得很明显。当武则天读到“一抔之土未干，六尺之孤何托？”时，立即回头问侍臣：“这话是谁写的？”有人说，是骆宾王写的。武则天说：“宰相之过，安失此人！”而裴炎有失常态的表现连武则天的亲信姜嗣宗都看出来了。
武则天与裴炎的政治风度存在着如此巨大的差异！当然，两人的政治风度，取决于她（他）们的政治素质和地位。在武则天，她居于强者地位，表现得泰然自若；裴炎，他处于弱者地位，不免流露出紧张情绪。武则天没有在裴炎的压力下屈服，她采取措施，保卫临朝称制。这些措施是：调兵遣将，派出讨伐部队；逮捕裴炎，投入监狱。
在武则天和裴炎的较量中，首先是武则天的权力超过了裴炎，然后又是武则天的智力超过了裴炎！在这场竞赛中，裴炎怎能不输？