禁军倒戈
唐隆元年六月二十日申时（7月21日），李隆基身穿便服与刘幽求等人进入禁苑之中，到钟绍京的住所集合。此时钟绍京已有后悔之意，便想将李隆基拒之门外，他的妻子许氏对他说：“为了国家大事而不计个人安危的人必得神助，再说你平常就一直与他们共同谋划这件事，现在即使你不去亲自参加，又哪里能够脱得了干系呢！钟绍京听完后赶忙开门出来拜见李隆基，李隆基拉着他的手与他一起坐下。
这时左右羽林军将士都驻扎在玄武门，等到夜色降临之际，葛福顺和李仙凫都来到李隆基处，求问起事的信号以便行事。将近二更时，夜空的流星散落如雪，刘幽求说道：“天意如此，机不可失！”葛福顺拔剑直闯羽林营，将韦璿、韦播、高嵩三人斩首示众，高声喝道：“韦后毒死先帝，谋危社稷，今晚大家要齐心协力，铲除韦家人及其死党，凡是长得高过马鞭的人一律斩杀；拥立相王为帝以安定天下。倘若有人胆敢首鼠两端帮助逆党，判的罪要连及三族。”
羽林军将士全都欣然从命。于是葛福顺将韦等人的首级送给李隆基，李隆基在灯下看过之后，便与刘幽求等人一同走出禁苑南门，钟绍京率领着工匠二百余人，手持斧子锯子跟在后面。李隆基派葛福顺率领左万骑攻打玄德门，派李仙凫率领右万骑攻打白兽门，双方约定在凌烟阁前会师后，即大声鼓噪。葛福顺等人分别杀掉守门的兵将，攻入宫中。李隆基率兵守在玄武门外，三更时分，听到宫中鼓噪声之后，即率领总监及羽林兵进入宫中，在太极殿负责守卫中宗灵柩的南牙卫兵们听到鼓噪之后，全都披挂整齐响应李隆基等人。韦后惶惑中逃入飞骑营，有一个飞骑兵将韦后斩首，并把首级献给李隆基。安乐公主正对着镜子画眉，被士兵斩杀。此外还将武延秀斩首于肃章门外，将内将军贺娄氏斩首于太极殿西。
结果
在李隆基率军进入宫中时，上官婉儿手执灯笼率领宫人迎接，并把她起草的李显遗诏的底稿拿给刘幽求看。刘幽求为她向李隆基求情，李隆基没有答应，下令将上官昭容在旗下斩首。[6]
这时李重茂住在太极殿，刘幽求对众人说道：“大家约好了今晚上拥立相王为帝，现在为什么不早一点儿定下来呢！”李隆基急忙制止了他，下令将士们捕捉宫中和把守宫中各门的韦氏族人，平常得到韦后信任重用的人也一起斩首。天将破晓，宫内外均已平定。
唐隆元年六月二十一日（710年7月22日），李隆基出宫拜见李旦，为自己起事之前未能告诉李旦而叩头谢罪。李旦流着眼泪抱住李隆基说：“大唐宗庙社稷得以保全，全是你的功劳！”李隆基于是率军迎接李旦入宫辅佐李重茂。
李隆基下令将京城各门及所有宫门关闭，然后又派遣万骑兵分头搜捕韦家的亲属徒党。将太子少保、同中书门下三品韦温斩首于东市之北。中书令宗楚客身穿丧服，骑着一头黑驴外逃，在他到通化门时被守门的兵士认出。兵士对他说：“您就是宗尚书吧！”说完摘下他的孝帽并将他斩首，同他一起被杀的还有他的弟弟宗晋卿。
李旦侍奉少帝来到安福门安抚百姓。起初，赵履温不惜耗尽国家资财以讨安乐公主的欢心，没完没了地为安乐公主起宅第、修园林，甚至于用手按住自己的紫色官服，用脖子驾着公主坐的牛车。安乐公主被杀后，赵履温赶忙跑到安福楼下手舞足蹈地山呼万岁；声音未落，李旦便下令万骑兵将其斩首。老百姓早已因赵履温屡次增派劳役而对他恨之入骨，此时见他被杀，便争相割下他尸体上的肉，转眼就只剩下一副骷髅。秘书监汴王李邕的妻子是韦后的妹妹崇国夫人，他与御史大夫窦从一分别砍下各自妻子的首级进献给相王李旦。李邕是李凤的孙子。左仆射、同中书门下三品韦巨源听到李隆基起事的消息后，家人劝他外逃躲避，他回答说：“我身为朝廷大臣，怎么能有难不赴！”说完便走出家门，来到大街上，被乱兵所杀，时年八十岁。此时李隆基已派人将马秦客、杨均、叶静能枭首示众，并将韦后暴尸街头。崔日用带兵到京城南边的杜曲诛杀韦氏家族的其他成员，连尚在襁褓中的婴儿也不放过，居住在杜曲的杜氏家族也有很多人被冤杀。
后续
唐隆元年六月二十三日（710年7月24日），太平公主逼李重茂退位，李旦登上宝座，是为唐睿宗，改元景云，三天后，李隆基被立为太子。此次政变虽结束了韦皇后集团控制朝堂的状况，但代之以太子李隆基与太平公主的对抗，而睿宗无法处理此局面，于景云三年（712年），禅让帝位给李隆基，是为唐玄宗。
先天二年（713年）七月，唐玄宗发兵，诛灭了太平公主，太平公主之死，才最终结束了自中宗朝以来朝局多年混乱的局面。
评价
王夫之：临淄王之诛韦氏，不启相王，豪杰之识，有闇合于君子之道者，此类是也。臣受命于君，子受命于父，勿敢专焉，正也。信诸心者非逆于理，成乎事者不疚于心，则君父虽加以尤而不避。唯豪杰以心为师，而断之于事，夫君子之靖乃心以制义者，亦如此而已矣。推而至于圣人，舜之不告而娶，亦如此而已矣。理者，生于人之心者也，心有不合于理，而理无不协于心。故豪杰而不可为圣贤者有矣，未有无豪杰之识而可为圣贤者也。
《旧唐书·本纪第七·中宗睿宗》
《资治通鉴》：宗楚客与太常卿武延秀、司农卿赵履温、国子祭酒叶静能及诸韦共劝韦后遵武后故事，南北卫军、台阁要司皆以韦氏子弟领之，广聚党众，中外连结。楚客又密上书称引图谶，谓韦氏宜革唐命。谋害殇帝，深忌相王及太平公主，密与韦温、安乐公主谋去之。
《资治通鉴》：相王子临淄王隆基，先罢潞州别驾，在京师，阴聚才勇之士，谋匡复社稷。初，太宗选官户及蕃口骁勇者，著虎文衣，跨豹文鞯，从游猎，于马前射禽兽，谓之百骑；则天时稍增为千骑，隶左右羽林；中宗谓之万骑，置使以领之。隆基皆厚结其豪杰。
《资治通鉴》：兵部侍郎崔日用素附韦、武，与宗楚客善，知楚客谋，恐祸及己，遣宝昌寺僧普润密诣隆其告之，劝其速发。
隆基乃与太平公主及公主子卫尉卿薛崇，苑总监赣人钟绍京，尚衣奉御王崇晔、前朝邑尉刘幽求、利仁府折冲麻嗣宗谋先事诛之。
韦播、高嵩数榜捶万骑，欲以立威，万骑皆怨。