嗣圣二十二年正月，武则天病得更厉害了。
张昌宗、张易之仍在宫中侍奉武则天，暗中蓄谋篡位夺权。
同平章事（宰相）张柬之，认为时机已成熟，不能再拖延，于是秘密邀请右羽林大将军李多祚到自己家里，对他说：
“将军今日富贵，从哪里得来？”
李多祚流着眼泪说：
“都是先帝赐给的。”
张柬之说：
“如今先帝的两个儿子，都被想篡位的张昌宗、张易之两个无赖所威胁，将军你不想报答先帝的大恩大德么？”
李多祚说：
“只要有利于国家，宰相您只管吩咐。
李多祚不敢因私废公，为了天下大义，我不顾惜我的个人生命和家庭安危。”
张柬之说：
“你说的可是真心话？”
李多祚指天发誓说：
“如有说话虚假，我应受到天杀！”
张柬之大喜，和他一起商量匡复唐室的事。
张柬之通过举荐，又让桓彥范、敬晖、李湛都成了羽林将军，让他们掌控皇宫禁卫军。
张柬之为了避免张昌宗、张易之起疑心，故意把羽林将军中掺入一个武攸宜，张昌宗、张易之果然没有产生怀疑。
姚元之从灵武回到洛阳，张柬之对桓彦范说：
“姚元之到来，我们的事成了。”
于是召姚元之到家里秘密商议起义具体事宜，商量好了行动方案，张柬之再转告给桓彦范等人。
桓彥范回家告知老母亲，说：
“娘，孩儿要参与一件大事，成了可以匡复大唐，败了我自己人头落地不算，还连累全家遭难，想到这些，心里难过，不敢瞒着娘亲。”
母亲对他说：
“自古忠孝难两全。臣子应当报国优先，顾家在后，才不失为忠臣。
你觉得对的事就去做，不用担心连累到娘亲。”
于是桓彦范、张柬之，崔玄玮、敬晖、李湛、杨元琰、李多祚约同起义，并邀同：
司刑少卿袁恕己，
左羽林将军薛思行、
赵承恩，
职方郎中崔泰之，
库部外郎朱敬则，
司刑评事冀仲甫，
检校司农少卿翟世言，
内直郎王同皎等。
起义这天早晨，大家率领左右羽林军五百余人，进入玄武门。
王同皎娶了太子李显二女儿新宁公主，张柬之安排他和李多祚、李湛，骑马跑入东宫，去迎请太子李显。
李显知道发生了事变，感到恐惧万分，躲在东宫不敢出来。
他的女婿王同皎劝说道：
“先帝把皇帝位交给了您，您没有这过错就横遭废黜幽禁。
神灵和世人都为您愤恨不平，这事发生到今天已经二十二年了。
上天也觉得不应该再这样下去了，羽林军将领、文武重臣，如今同心协力，共同讨伐凶恶小人，准备恢复大唐社稷。
请您速去玄武门，亲自安抚大众，即刻领人入宫诛杀叛逆恶人！”
太子李显支支吾吾地说：
“凶恶小人，确实应该斩除，但太后患病还没好，恐怕惊吓着她，盼各位暂息刀兵，今后再说。”
李湛对李显说：
“各位将领臣子，只为再造大唐社稷，都不顾个人安危家人存亡！
殿下为什么还不敢行动，继续甘心忍受折磨辖制呢？
请殿下亲自去跟大家当面说清楚，决定进止。”
太子李显想动身前往，转念一想，又转身返回东宫不去了。
王同皎对李显说：
“事不宜迟，迟则生变。一旦拖延犹豫，造成处于被动，您自己也难逃杀身大祸。
速进尚可取胜，退缩则事败人亡！势已至此，不得不发！”
太子李显听了，决定前往。
李显走出东宫门外，王同皎上前抱起他，扶着他骑上马，替他牵着马缰绳，几个人在一旁护卫着他，跑步赶往玄武门。
“太子来了！”看见李显骑马赶来，大家欢呼跳跃地迎接他。
不等太子开口说话，大家一起簇拥着他向皇宫走去。
起义兵士斩杀了试图动手阻挡的宫门卫兵，大家护卫着李显走进皇宫内殿。
张昌宗、张易之得知发生了异常事变，慌忙跑到皇宫偏殿，探头探脑地察看情况。
他们从偏殿往外看时，正好遇见满皇宫搜捕他俩的起义羽林军搜到偏殿这边。
张柬之对起义羽林军将士喊道：
“羽林军将士听令！捕住反贼张昌宗、张易之，格杀勿论！”
羽林军兵士一拥而上，只见刀光闪烁处，张昌宗、张易之先后发出短促地“啊呀”惨叫声。
外表俊美、内心凶恶的张昌宗、张易之被乱刀砍死在偏殿里。
张柬之率领禁卫军将士再到武则天寝室所在的长生殿，见到殿前站立着一圈护卫兵士。
张柬之喝叱道：
“此时丞相领兵执行太子令！你们赶紧退下！违令不退斩无赦！”
守兵见寡不敌众，顺从地躲闪在一边。
张柬之和参与起义的文武大臣走到武则天寝室门口，张柬之伸手敲击武则天寝室的门。
武则天听到了外面的脚步声、喊叫声，人声嘈杂，知道发生了事变。
她用力迅速地从床上爬起来厉声问道：
“何人胆敢作乱？”
张柬之等拥太子李显入室，齐声对武则天说：
“张昌宗、张易之谋反，臣等奉太子令，入宫诛杀了二位叛贼。
因为担心走漏消息，才没有事先告知您。
臣等自知领兵闯入内宫，罪该万死。”
武则天一脸愤怒地瞪着太子李显说：
“你真敢做出这样的事么？
既然他们两人已经被杀，你可以回东宫去了！”
桓彦范进言说：
“太子怎么再返东宫？过去先皇把爱子托付给陛下，如今他年龄已长。
天意人心，久归太子，臣等不忘太宗、先帝厚恩，所以迎奉太子诛杀叛贼，请陛下传位太子，上顺天意，下顺民心！”
武则天不允许，因为看到一圈人都怒气冲冲地看着她，不便严辞拒绝，正在踌躇顾虑，忽然看见李湛也站在人群里边，便对他说：
“你也参与诛杀张易之将军么？我待你父子不薄，没想到也有今天。”
李湛是李义府的儿子，听了她的话，竟低下头无话可说。
武则天又看见崔玄玮，也对他说道：
“别人都是经人推荐重用，只有你是朕特别提拔，如今你也和他们一起来了么？”
崔玄玮说：
“我这样做正是为了报答陛下大恩大德。”
武则天不禁跺脚说：“罢！罢！”
说了两个罢字，仍然回到床上躺下了。
张柬之拥太子李显走出长生殿，即令羽林军将领派兵抓捕张同休、张昌期、张昌仪。三人全部被捉住。
张柬之向太子李显请求说：
“他们三人都是反贼张昌宗、张的兄弟，一贯仗势欺人，欺压百姓、作恶多端，请求将三人斩首，以绝后患。”
李显说：“准许将三人处决。”
三人被斩首于明堂天津桥南。张柬之又命兵士将张昌宗、张易之尸身，搬运到天津桥南，和刚被斩的张同休三人摆在一起示众。
“哈哈！张五郎死了！张六郎死了！”
洛阳百姓奔走相告，争着前来割张昌宗、张易之他们的肉，每人割下一小块拿走，天黑以前，他俩的尸身被割得一点不剩。
张柬之又令羽林军抓捕二张余党，逮捕韦承庆、崔神庆、房融等人下狱。
张柬之一面派袁恕己领禁卫军护卫相王李旦府，以防不测。
一面召见太平公主，张柬之对太平公主说：
“有请公主说服陛下，请陛下降旨传位于太子。”
太平公主因为张昌宗、张易之诬陷害死她的男宠高戡，对二张心有怨恨，这次二张被张柬之发动政变除掉，心里特别高兴，乐得充当这份美差，当即答应入劝武则天。
太平公主对武则天说：
“陛下，如今情况完全不一样了，文武大臣、皇宫禁卫军都只听从宰相张柬之和太子的调遣，陛下您谁也指挥不动了。
太子和他们损荣与共，他们众志成城，意志不好扭转已成定局。
如今陛下年过八十，疾病缠身，国事托付给太子是早晚的事。过几年托付和趁现在事变托付，没多大区别。
太子仁德孝顺，您退位后，他仍然对您恭敬孝顺确定无疑。
不如把皇位传给太子，您乐享富贵清闲。”
不到半天，太平公主从武则天寝室请出一道令太子监国的圣旨。
过了一天，武则天又正式颁布诏旨，传位于太子李显。
李显正式再登皇位，改年号为“神龙元年”。传旨大赦天下，只有张昌宗、张易之余党不在赦免罪行之列。
文武百官登殿朝贺，中宗李显颁诏赏功。
诏曰：
相王李旦封为安国相王，拜授太尉。
太平公主封镇国太平公主。
张柬之为夏官尚书，同凤阁鸾台三品。
崔玄玮为内史。
袁恕己为凤阁侍郎，同平章事。
敬晖、桓彦范为纳言。
李多祚封辽阳郡王。
王同皎为驸马都尉，兼右千牛将军。
李湛为右羽林大将军。
第二天，李显命令宫内太监给武则天搬家到上阳宫。
第三天，由唐中字李显率文武百官，到上阳宫参拜武则天，加封武则天尊号，称为“则天大圣皇帝。”
拜完武则天回宫，李显诏令：
武氏宗族，各守原职。李姓皇族子孙，曾遭发配的，全部恢复属籍，立即派人护送从发配地返回。
被周兴、来俊臣诬陷冤杀的犯人，全部平反，恢复名誉。被流放的家属子女，一律免罪返回。
废除“大周”国号，恢复国号为“唐”。
凡宗庙、社稷、帝王寝陵的旗帜文字，都恢复到高宗李治永淳年间以前的样子。
仍然以东都洛阳作为首都。迁移武氏七代宗庙到西京长安。
贬韦承庆为岭南高要县尉。
流放崔神庆到钦州。
流放房融到房州。
调任杨再思留守西京长安。
外调姚元之为亳州刺史。