神龙元年，公元705年春季，正月壬午朔日，朝廷大赦天下，改年号为神龙。自文明元年以来获罪的人，除了扬州、豫州、博州三州叛乱以及各种谋反叛逆的首领之外，全部赦免。
太后病情十分严重，麟台监张易之、春官侍郎张昌宗在宫中把持朝政，张柬之、崔玄暐与中台右丞敬晖、司刑少卿桓彦范、相王府司马袁恕己谋划诛杀他们。张柬之对右羽林卫大将军李多祚说：“将军今天的富贵荣华，是谁赐予的呢？”李多祚流着眼泪说：“是高宗大帝赐予的。”张柬之说：“如今大帝的儿子正被两个小人威胁，将军难道不想报答大帝的恩德吗？”李多祚说：“如果对国家有利，任凭宰相安排，我不敢顾及自身以及妻儿的性命！”于是指着天地发誓。随后便和张柬之等人定下了计谋。
起初，张柬之与荆州都督府长史閺乡人杨元琰在职务上相互交接，两人一同泛舟渡江，船行到江心时，谈到太后改朝换代的事情，杨元琰慷慨激昂，有匡复李唐社稷的志向。等到张柬之担任宰相后，便举荐杨元琰担任右羽林将军，对他说：“你还记得当年在江心时说的话吗？今天的任命可不是随便授予你的。”张柬之又任用桓彦范、敬晖以及右散骑侍郎李湛都担任左、右羽林将军，将禁军的兵权托付给他们。张易之等人产生了怀疑和恐惧，张柬之于是又任用他们的党羽武攸宜为右羽林大将军，张易之等人才安定下来。
不久之后，姚元之从灵武回到都城，张柬之、桓彦范相互对视说：“事情成功了！”于是把诛杀张易之兄弟的计划告诉了姚元之。桓彦范把这件事告诉了他的母亲，他的母亲说：“忠孝不能两全，应当先为国家着想，再顾及自己的小家。”当时太子在皇宫北门起居，桓彦范、敬晖前往拜见太子，秘密陈述他们的计划，太子答应了。
癸卯日，张柬之、崔玄暐、桓彦范与左威卫将军薛思行等人，率领左右羽林兵五百多人来到玄武门，派遣李多祚、李湛以及内直郎、驸马都尉安阳人王同皎前往东宫迎接太子。太子心存疑虑，不肯出来，王同皎说：“先帝将国家社稷托付给殿下，殿下却横遭幽禁废黜，这是人和神灵共同愤慨的事情，已经持续二十三年了！如今上天引导人心，北门的禁军和南牙的百官同心协力，打算在今天诛杀奸臣小人，恢复李氏的社稷，希望殿下暂时前往玄武门，以满足众人的期望。”太子说：“奸臣小人确实应当被铲除，但是皇上的身体不适，这样做会不会让她受到惊吓呢！各位还是以后再图谋这件事吧。”李湛说：“各位将相不顾及家族性命来为社稷献身，殿下怎么能忍心让他们身陷鼎镬的酷刑呢！请殿下亲自出去制止他们吧。”太子这才出宫。
王同皎搀扶着太子上马，跟随太子来到玄武门，破门而入。太后当时在迎仙宫，张柬之等人在宫殿的廊下斩杀了张易之、张昌宗，然后进入太后居住的长生殿，环绕在太后身边侍卫。太后惊慌地坐起来，问道：“作乱的人是谁？”张柬之等人回答说：“张易之、张昌宗谋反，臣等奉太子的命令诛杀了他们，担心事情会泄露，所以不敢提前禀报陛下。在皇宫禁地动用军队，臣等罪该万死！”太后看到太子，说：“原来是你啊？既然小子们已经被诛杀了，你可以回到东宫去了！”桓彦范上前说：“太子怎么能再回到东宫去呢！当初高宗大帝将心爱的儿子托付给陛下，如今太子已经长大成人，长久居住在东宫，天意和人心，早就思念李氏皇室了。群臣没有忘记太宗、高宗大帝的恩德，所以尊奉太子诛杀乱臣贼子。希望陛下将皇位传给太子，以顺应天意和民心！”李湛是李义府的儿子。太后看到他，对他说：“你也参与了诛杀张易之的行动吗？我对你父子不薄，没想到竟然会有今天！”李湛羞愧得无法回答。太后又对崔玄暐说：“其他人都是依靠他人的举荐才得以晋升，只有你是朕亲自提拔的，你也在这里吗？”崔玄暐回答说：“这正是我用来报答陛下大恩大德的方式。”
于是朝廷逮捕了张昌期、张同休、张昌仪等人，全部将他们斩首，与张易之、张昌宗的首级一同悬挂在天津桥的南面示众。这一天，袁恕己跟随相王统领南牙的军队，以防备突发变故，逮捕了韦承庆、房融以及司礼卿崔神庆，将他们关进监狱，这些人都是张易之的党羽。当初，张昌仪新建了一座宅邸，十分华美，超过了亲王和公主的府邸。有人在夜里在他的家门上写道：“一日的丝线，能织几天的丝绸？”张昌仪让人擦掉后，又有人写上去，这样反复了六七次。张昌仪便拿起笔在下面批注说：“就算只有一天，也足够了。”此后才没有人再写。
甲辰日，太后下制令让太子监理国政，大赦天下。任命袁恕己为凤阁侍郎、同平章事，分别派遣十位使者携带皇帝的玺书前往各州安抚百姓。乙巳日，太后将皇位传给太子。
丙午日，唐中宗即位，大赦天下，只有张易之的党羽不在赦免之列；那些被周兴等人冤枉的人，都下令为他们平反昭雪，因受牵连而被发配为奴的子女都被赦免。相王被加封为安国相王，任命为太尉、同凤阁鸾台三品；太平公主被加封为镇国太平公主。皇族中先前被发配流放或者没入官府为奴的人，他们的子孙都恢复了宗室属籍，并