武太后召裴炎入朝商谈剿灭徐敬业事宜。
裴炎对武太后说：
“皇帝已经成年，还不能临朝理政，叛党得到众人支持，就是这个原因。
如果太后交还执政权给皇上，叛众不战自平。”
武太后听了不以为然，说：
“你退下吧。”
武太后再召入武承嗣商议，武承嗣说：
“叛军是一班乌合之众，一群草包组合体，一遇讨伐大军，自然顷刻荡平。”
武太后说：
“裴炎劝我交还政权呢！”
武承嗣说：
“裴炎的外甥薛璋，依附了叛党。裴炎当然这样说了。
刚才我遇见监察脚史崔察，他说了裴炎和叛党是同伙的事。”
武氏太后对宦官说：“宣崔察立即入见。”
崔察应召而到。
武太后问他：
“裴炎这人你怎么看？”
崔察说：
“以臣看来，裴炎外甥和徐敬业是同伙。裴炎如果不是反叛同党，他为什么劝太后归还政权？
他身为顾命大臣，不思讨叛平叛，却让太后还政，必然怀有异心。”
这时有人截获了裴炎写给徐敬业的密信。
这人把密信交给了武太后，武太后打开信只有“青鹅”两个字。
群臣不解“青鹅”两个字其中的含义。
武太后用拆字法破解了密信。她说：
““青”字上部可拆出“十二”两个字，下部是“月”字，连起来就是十二月。
“鹅”可以拆成是“我自与”三个字。
意思是裴炎要十二月在洛阳城中作为内应。”
武太后下诏抓捕裴炎并关入诏狱。
命左肃政大夫骞味道，侍御史鱼承晔审问裴炎。
凤阁侍郎胡元范，纳言刘齐贤上奏疏为裴炎辩护，并以身家性命担保裴炎没有谋反。
骞味道劝裴炎说：
“你赶紧的向太后认错求宽恕，或许可以免罪。”
哪知裴炎是已抱定必死的决心，说：
“你们想想，皇太后让我这个宰相下狱，我还有活下去的道理么？”
两人即把裴炎定罪为谋反，拟处死刑。
684年十月，裴炎被斩杀于洛阳都亭驿。
裴炎被判抄没家产，但官府去抄家时发现裴炎家里没有积蓄，他是个两袖清风的清官。
不久，为裴炎申辩过的大臣相继获罪。
胡元范被流放巂州（今四川西昌），刘齐贤被贬任为吉州长史。刘景先被贬为普州刺史。
裴炎的侄子裴伷先，担任太仆寺丞，只有十七岁。
因为裴炎案牵连，裴伷先已贬为庶人，他用了密封的奏章传递上来，求见武太后。
武太后召见裴伷先，问道：
“你的伯父谋反，你还有什么话好说的？”
裴伷先奋然说道：
“我已经被连坐贬为庶人，哪里是来找您诉怨？
我只想为太后谋划着想，想当面跟你说清楚。
太后您是皇族李家人的媳妇，如今专揽朝政，随意改变皇位传人，排斥杀害李氏皇族，封授武家人担任重要官职，你这样做天下人都不服！
我的伯父只是为国尽忠，让你归政李氏，你就把他当成罪人，把他杀了！
你这样做，实在让人愤慨！你继续胡作非为，天下人心丧失，你就没救了。
为太后您着想，赶快恢复李家皇帝的执政地位，你就不用整天惶恐不安了。从此高枕无忧，武家兄弟也因此保全性命！”
武太后大怒说：
“你算个什么东西？在这里胡言乱语？给我拉出去！”
宫廷侍卫武士拉起裴伷先往外走，裴伷先又蹦又跳挣扎着，几次回过头朝武太后大喊：
“今天你听我的话！还为时不晚！否则你以后后悔无及！”
武太后越发愤怒，竟下令：
“拖回他来！在朝堂用刑杖抽打一百杖！”
守着满朝大臣，裴伷先坦然解开衣服，露出后背受刑。
他被打得死去活来，疼得撕心裂肺，也咬牙不吭一声。
打完后，裴伷先伤势很重，已经不能站立。
行刑打他的人，把他抬到马车上让他趴着，让打烂的脊背朝上，流放押送他到瀼州。