计划的第三步，是让太平公主负责策反武皇身边的宫女，让她们隔绝宫内外的消息，同时监视武皇和二张的一举一动。据有关学者对近年出土的相关墓志的研究，当时确有一部分九品至七品的宫女参与了神龙政变，比如她们的墓志中就记载了“遂使有唐复命，我皇登基”等语。
经过这一系列周密部署，计划基本上是万无一失了。当时姚崇推荐张柬之时曾说，此人“沉厚有谋，能断大事”，如今看来，张柬之的表现果然如其所言。
一切就绪之后，张柬之等人把行动时间定在了神龙元年（公元705年）正月二十二日。
帝国未来的命运，将在这一天见出分晓……
政变当日，张柬之兵分三路：第一路，由他本人与崔玄暐、桓彦范、左威卫将军薛思行等人率五百多名羽林军士兵直扑玄武门，控制这个宫禁重地；第二路，派李多祚、李湛和驸马都尉王同皎（太子李显的女婿）前往东宫迎接太子，然后前往玄武门会合；第三路，由相王李旦及其司马袁恕己率南衙禁军控制政事堂和朝廷各部，进而逮捕二张在外朝的党羽，同时稳定整个京畿的局势。
行动开始后，这三路中只有李旦和袁恕己的第三路进展最为顺利。他们率兵包围政事堂后，立刻逮捕了二张的三个心腹，宰相韦承嗣、房融、司礼卿崔神庆，然后迅速封锁皇城，并且全面控制了整个京师。
尽管整个政变计划滴水不漏，但是前两路却都遭遇了意想不到的困难，差一点导致整个行动的流产。李多祚这一路来到东宫后，本以为太子李显已经整装待发了，没想到事情大大出乎他们的意料之外。
面对这群全副武装、摩拳擦掌的政变将士，李显却耷拉着脑袋，脸色苍白，虚汗直冒，并且一直躲避着他们的目光。虽然对此次行动早已有了思想准备，而且貌似也下定了决心，但是事到临头，这个四十九岁的老太子还是感到了一阵强烈的恐惧。
已经二十一年了，他似乎仍然活在被废黜的阴影中。这么多年来，那个瑰丽的天子梦虽说尚未死亡，可一直蜷缩在他内心最隐蔽的角落里，在年复一年的沉睡中日渐萎靡，日渐苍白。李显偶尔打开自己的内心，往里窥探那个苟延残喘的天子之梦，似乎总能闻到一股陈年霉味的气息。
李显既担心它在日复一日的禁锢中悄然死去，更害怕它有一天突然醒来。
因为他委实不知道自己该如何面对这个昔日的梦想。
可就在今天，它居然真的被唤醒了。
多年以后，梦想归来……可李显却呼吸沉重，情怯不已。
将领们面面相觑，一下子都没了主意。看着表情游移目光闪烁的老丈人，王同皎首先开口了：“先帝把神圣的帝国交给殿下，却无缘无故遭到了罢黜，此事人神共愤，至今已二十一年！好不容易等到天意彰显，如今北门与南衙同心协力，必在今日诛杀凶逆，匡复李唐社稷，愿殿下不负众望，速往玄武门！”
李显注视着王同皎，可刹那间他的眼前又闪现出了另一张脸。
那是母亲武曌的脸。
母亲似乎在看着他笑，可那笑容竟是如此狰狞和森冷，让他不寒而栗。许久，李显支支吾吾地说：“凶逆诚当夷灭，然而圣上龙体欠安，会不会惊吓到她？依我看，此事不妨延后，当与诸公从长计议。”
将军们再次对视了一眼，感觉一股沮丧之感就像一盆凉水一样把他们从头浇到了脚底。宝贵的时间在一点一滴地流逝，而众人每呼吸一次，就等于是向死亡靠近一步！在这千钧一发的时刻，李湛终于忍无可忍，厉声说：“诸位将军和宰相冒着族诛的危险要为社稷尽忠，殿下怎么能把他们推入死地？要罢手可以，请殿下自己出去宣布。”
李显默然良久。
他已经听出了这句话里的威胁意味。如今一干大臣及众将士都和他绑成了一条绳上的蚂蚱，如果此事半途而废，众人一怒之下，说不定就先把他这个太子做了！就算他们不会这么干，但是明日等待他们的，也必将是杀头族诛的命运，而自己最好的结果，很可能也是被母亲武曌下诏赐死！
往前迈一步，生死成败还在未定之天；往后退一步，今日所有参与行动的人都必死无疑！
事情的利弊明摆着，自己还有得选吗？
没得选了。
终于，李显恍恍惚惚地站了起来，迈着沉重而缓慢的步履朝门口走去。众人转怒为喜，马上跟着他出了东宫。王同皎一下子把太子扶上马背，然后与众将士簇拥着太子向玄武门飞驰而去。
此时，张柬之等人正在玄武门前一筹莫展。
他原本以为计划天衣无缝，可偏偏缺失了最重要的一环——今日在此轮值宿卫的不仅有羽林军，赫然还有殿中监田归道和他率领的千骑。所谓千骑，名义上也隶属于羽林军，但其将领却由皇帝直接任命，因此算是一支相对独立的军事力量，其存在意义实际上就是与羽林军相互制衡。此刻，田归道眼见张柬之带着军队杀气腾腾而来，自然是二话不说，关门据守了。
这是张柬之事先完全没有料到的。
百密一疏，百密一疏啊！
张柬之仰头望着这座高大的玄武门，心急如焚，左右为难。想进攻，又担心武皇一旦惊觉，整个京师必然陷入一场混战；不攻，逼宫行动眼看就要功败垂成……
就在张柬之万分焦灼之际，李多祚等人终于拥着太子李显来了。
张柬之长长地松了一口气。
城门上的田归道一见太子驾到，知道自己不开门不行了。他本来也不是二张一党，今日闭门据守只不过是职责所在，如今既然太子来了，那他当然没有理由把未来的天子拒之门外。
张柬之与太子一行从玄武门迅速进入宫中，担任前锋的羽林军将士径直冲到了武皇所居的长生殿。张易之、张昌宗兄弟听见外面人声扰攘，想出来看个究竟，旋即被禁军士兵砍杀于殿外的回廊下。一代绝色男宠就此仆倒在肮脏的血泊中，他们美若莲花的粉面很快就变得乌黑暗紫，恐怖狰狞……
女皇武曌猝然从睡梦中惊醒的时候，看见硕大而孤单的龙床周围站满了人。
虽然视线模糊，让她来不及看清这些人的脸，但她马上就意识到——
该来的还是来了！
“谁人作乱？”众人听见女皇慵懒而疲惫的声音从透明的锦帐中传了出来。
张柬之趋前一步，朗声道：“张易之、张昌宗谋反，臣等已奉太子之命将其诛杀！只是担心走漏消息，所以不敢先行奏报。臣等擅自在宫中用兵，罪该万死！”
武曌无声地冷笑着，把太子叫到了面前。
“原来是你？”
李显心头剧烈地一颤，差一点就在这四个字面前颓然跪倒。
“既然人已经杀了，你也可以回东宫去了。”
大汗淋漓的太子悄悄扭过脖子，向众人抛去求救的目光。
桓彦范立刻站了出来，说：“太子岂能回去！昔日先帝把爱子托付给陛下，现在他年龄已大，却久居东宫，天意人心，一直思念李家，群臣也念念不忘太宗和先帝之德，故奉太子诛杀贼臣。愿陛下传位太子，以顺天人之望！”
武曌脸上挂着一个寒冷的笑意，目光一直在众人之间来回逡巡，却惟独不看桓彦范，仿佛根本没听到他说的话。
许久，她把目光停留在李湛脸上，说：“你也是杀易之的将军吗？我待你们父子不薄，才会落到今天这一步！”
李湛惭悚，无言以对。
接着，武曌又直直地盯着崔玄暐说：“其他人都是因人推荐才进入中枢，只有你是朕亲自提拔的，想不到你也在这里！”
崔玄暐坦然自若地说：“臣这样做，正是为了报答陛下的大德！”
武曌还想说什么。
可她终究没有再说什么。
她只是静静地躺了回去，重新闭上了眼睛。
神龙元年正月二十二日这一天，女皇武曌生平第一次体验到了一种山河粉碎，日月无光，天空崩裂，大地平沉的寂灭之感。
她发现自己正从尘世间最高的巅峰朝着一个无尽的深渊坠落。
她仰面向天，看见一生中经历的所有往事，都幻化成一幅幅凌乱却又清晰的画面，宛如正月十五的旋转花灯那样，以黑暗的天空为布景，在她的眼前一幕接一幕地闪过。
武曌艰难地伸出了一双瘦骨嶙峋的手。
最后她只抓住了一把虚空……
“一切有为法，如梦幻泡影，如露亦如电，应作如是观。”
软禁了武皇之后，政变军队迅速逮捕了张昌仪、张昌期、张同休，将他们全部斩首，随后与张易之、张昌宗的首级一起悬挂在端门前的洛水桥南岸示众。一夜之间，他们的尸体便被愤怒的百姓割尽剐光，分抢一空。
第二天，武曌被迫下诏，命太子监国，大赦天下。
第三天，武曌传位太子。
第四天，李显第二次登上皇帝宝座，大赦天下，唯张易之一党不赦；同时将周兴、来俊臣等酷吏迫害过的人全部平反昭雪，子女被发配为奴的全部释放；加授相王李旦为安国相王，任太尉、同凤阁鸾台三品，加授太平公主为镇国太平公主；武周一朝所有被发配籍没的李唐皇族全部恢复皇室身份和相应官爵。
第五天，武曌被移送上阳宫，由李湛负责警卫，实际上就是软禁，防范她垂死挣扎。
第六天，李显率文武百官前往上阳宫，向武曌进献尊号，称“则天大圣皇帝”。