正月二十二这天，张柬之率领着组织好的大军，兵分三路进入皇宫，发动了改写周武王朝历史的神龙政变。这三路大军，一路由张柬之亲自带领，崔玄韦、杨元琰等五百将士随从，直奔玄武门。目的就是攻进皇宫，挟持女王，如遇抵抗杀无赦。另一路大军由李多祚、李湛、王同皎率领，前往宫中迎接太子，接着到玄武门与张柬之队伍会合。还有一路大军由司刑少卿袁恕己带领南衙兵做好警备工作，以备不时之需。
当李多祚的军队到达东宫时，太子李显刚刚听说宫中兵变，他对这件事还摸不着头脑，所以紧关着宫门不敢出入。他的女婿王同皎劝说李显：“先帝是要把江山交给您打理的，您却无缘无故地被废了，这使二十三年来人神同愤。现在我们团结一心，想要除掉小人，光复李氏社稷，请殿下您快快赶往玄武门，担负起大家的希望。”李显心里很矛盾，虽然自己也想正正当当地做个皇帝，但武则天再怎么说都是自己的母亲，可能做过对不起自己的事情，但终归还是自己能力不足导致的。现在母亲病重，这也算是乘母亲之危啊！他思来想去还是对女婿说：“小人是应该杀，但是现在皇上身体不好，这个时候闹事会使她受到惊扰。你们还是以后再做打算吧！”可见，李显真不是个做皇帝的料子，根本看不清形势。都这样了，还怎么图后来啊？等到武则天将周武的江山传给异性么？这时候，跟着李多祚一起来的李湛说：“我们大家不顾身家性命来保护社稷，太子你怎么拿它当鼎镬（煮东西、煎东西的器具）呢！”并请李显自己出来阻止政变大军。
太子刚一出来，王同皎就将他抱上马，送到玄武门与张柬之会合。会合了的军队簇拥着太子赶往武则天的住处迎仙宫，过关斩将闯入大殿。张易之、张昌宗听见宫廷的吵闹声就出来观看，结果被张柬之逮个正着，拖到宫门外的一间小屋里杀了。众人又拥着太子闯进武则天的卧室长生殿，将睡着的女皇团团围住。武则天听到声音惊醒过来，竟条件反射般坐了起来。稍稍定了下神问道：“是谁叛乱？”张柬之等人回答说：“张易之、张昌宗谋反，臣子们奉了太子之命杀他们。唯恐泄露了机密，不敢向您禀报。只是称兵宫禁，罪当万死！”武则天明白是怎么一回事了，于是转过脸对太子说：“是你做的？那两个小子已经死了，你可以回东宫去了吧？”桓彦范说：“太子怎么能走呢！过去天皇把太子托付给皇上，现在太子也有了些年纪了，久居东宫，天意人心，都念及着李唐。大臣们不忘太宗、天皇的恩德，所以支持太子诛杀贼子，希望皇上你传位给太子，以顺应天意人心！”
武则天看到李湛，李湛是武则天早年心腹李义府的儿子，他参加这次事变是武则天难以接受的。她对他说：“你也是诛杀易之的将领么？我对你父亲不薄啊，怎么会有今天！”李湛羞愧难当，不敢说话。她又看到了宰相崔玄韦，这大大出乎武则天的意料，这可是自己一手提拔的人啊！她不无伤心地质问到：“别人都是经过他们举荐得以做官、升职的，只有爱卿你是我一手提拔的，怎么也加入其中了！”崔玄韦倒是毫无愧色地回答说：“我这才是报皇上大恩大德的方式啊！”接着，武则天又把平日里自己以德相待的大臣数落了一遍。有人沉默不语，有人面不改色。武则天知道自己已经没有能力再斗下去了，便叹了口气，躺在床上不说话了。众人面面相觑，也渐渐地退了出去。随后，张易之的兄弟张昌期、张同仪、张同休等人被斩首示众。
第二天，武则天下诏说：我身体不好，因为风疾感到力不从心，不料有人趁机谋反，所以命令太子监国……接着太子昭告天下。
正月二十四，武则天下诏传位给太子。 二十五，李显即位，这个时候国号还没有改。任命相王为安国相王，太平公主为镇国公主，李家皇室曾经被贬官的、发配的，以及死去之人的子孙都经过斟酌得以续官。二十六，武则天迁居到上阳宫中居住，由李湛守卫，实质上就是软禁起来。
神龙政变后，张柬之被任命为夏官尚书、同凤阁鸾台三品，崔玄韦被提拔为内史，袁恕己同凤阁鸾台三品，敬晖、桓彦范皆为纳言。一干人等封王拜相，李多祚被封为辽阳郡王爵，王同皎被任命为琅琊郡公，李湛为右羽林大将军、赵国公，其他参与者按功劳大小依次加官进爵。政变的第六天，中宗皇帝李显带领着文武百官，到上阳宫拜见女皇，给武则天上尊号为武则天大圣皇帝。此后，中宗每十天探视一次武则天。
武则天躺在上阳宫中的病榻上，无奈地回忆自己曾经的叱咤风云。现在，她无能为力了，属于她的时代已经结束，任她怎么挣扎都无济于事了。武则天并没有因此而伤心落泪，她觉得作为女人，她这一生值了。虽有不甘，但终究挣不脱命运。武则天仰天长叹，真想再向上天借个五百年。
政变之后
中宗李显终于在群臣的簇拥之下，当上了皇上。但是当上了皇上的李显并没有向群臣们所期望的那样，让朝堂安宁，反而致使朝堂动荡。这颇让政变的臣子失望，而且李显也玩了一招兔死狗烹的游戏。
中宗本就是昏庸之人，当上皇帝后，他的皇后韦氏干预朝政。武三思与韦后打得火热，很是得宠，张柬之等人看在眼里、急在心上。他们多次谏言中宗除掉武三思，削弱武氏权力，加强皇权的力量。但是，中宗却只信任韦后，根本听不进去劝。此前，监察御史崔皎就曾经向中宗提过此事，中宗非但不听，反而把他的话原原本本地告诉了武三思。后果可想而知，崔皎不久就被降了职。武三思也知道张柬之等人视他为眼中钉、肉中刺，一心想要除掉他，于是想先下手为强。找来亲信御史周利用、冉祖雍、太仆丞李俊、光禄丞宋之逊、监察御史姚绍之几人商议计策。这五个人是武三思的耳目，时人称之为“三思五狗”。“五狗”经常给武三思出坏主意，这次也没让武三思失望。武三思拿到主意之后，来到宫中与韦后商量。一番谋划之后，他们便向中宗说起张柬之、崔玄韦、桓彦范、敬晖、袁恕己五位大臣的坏话。说五位大臣恃功专权，意图不轨。
中宗信以为真，便向他们询问解决办法。韦后和武三思建议他封这五个人为王，用明升暗降的方法夺取他们手中的实权，中宗觉得这个办法挺好就同意了。之后，便封张柬之为汉阳郡王、崔玄韦为博陵郡王、桓彦范为扶阳郡王、敬晖为平阳郡王、袁恕己为南阳郡王。还赏赐五大臣很多金银马匹、绫罗绸缎。五大臣手中的权力却被剥夺了。
五大臣被暗降之后，武三思把持朝政。他有韦后在后面撑腰，更是飞扬跋扈、不可一世。他排除异己，把反对自己的人，一个一个赶出京师。而听命于他的人，全部被委以重任。之后不久，武三思觉得对五位大臣下狠手的时机成熟了，便杜撰了他们的罪名，以诬陷韦后为由，告到中宗那里。中宗言听计从，遂颁布诏令，把五大臣流放到遥远的边疆。张柬之被流放到襄州，忧愤而死；敬晖被流放到崖州，后被谋害；桓彦范被流放到贵州，遭杖杀而死；崔玄韦被放到白川，半道身亡；袁恕己被流放到环州，被逼至疯，后遭击杀。总之，五个大臣没有一个得善终的。
曾经遭武则天贬职的宰相魏元忠，在“神龙政变”后被召回朝廷，重新拜为宰相。他深知中宗昏庸，难有作为，于是苟安在朝。即使这样，他也没能幸免于难。公元708年，魏元忠被贬为县尉，途中死亡。
作为“神龙政变”军事支柱的李多祚，在政变后得到辽阳郡王爵位。公元707年，又拥立太子李重俊发动政变。他带人杀了十多个武三思的亲党，接着进攻皇宫。中宗、韦后逃上玄武门楼，李多祚与守军作战，结果战败被杀，众将军死的死、逃的逃，李多祚政变以失败告终。
宋璟生性耿直，遭到武三思的排挤，被贬为检校贝州刺史。
武则天没有看错李显，李显确实不是一个能担大任的人。从神龙政变他上台，到最后被韦后毒死，他做了五年皇帝。这五年里，他吃喝玩乐样样不落，就是不好好干皇帝的本职工作，结果大权被韦后和女儿以及武三思掌控着。说他不务正业不是信口开河，他经常命令宫女和大臣们在宫中做买卖游戏，拿讨价还价取乐。他还命令三品以上的大臣拔河，看着大臣们个个拔得东倒西歪，衣冠不整，他拍手大笑。更离谱的是，他还拿大臣结婚开玩笑。公元708年，大年三十这一天，他召集文武百官进宫守岁。大家喝酒喝到兴头上的时候，他突然对御史大夫窦从一说：“我听说你还未娶妻，倒是很为你担忧。今天是除夕夜，我为你成婚吧！”窦从一是个善于阿谀逢迎的人，听皇帝赐婚高兴得直拜谢，中宗便等着看笑话。过了一会儿，内侍们端着灯笼、步障、金缕罗扇自西廊走了过来，扇后有一女子身穿嫁衣、脸施朱粉，一派喜气洋洋的景象。中宗命令窦从一与扇后之人相对而坐，又命令他朗诵《却扇诗》，这是当时成婚时的习俗，新郎诵后，新娘从扇后出来，称之为“却扇”。窦从一念完诗后，新娘去掉头上的顶中，大家仔仔细细地打量，原来是皇后的老乳母王氏，结果弄得哄堂大笑。中宗当即封她为莒国夫人，嫁给窦从一做妻。王氏比窦从一大很多岁，但因皇帝主婚，窦从一哭笑不得，只好认命。
中宗昏庸也就罢了，偏偏韦后也不是个会管理国家的人。中宗爱玩，她爱胡闹。先后与武三思、光禄寺卿杨均、散骑常侍马秦客等人私通，朝野上下尽人皆知，夫妻两人把宫中搞得乌烟瘴气。
神龙政变除掉了武则天身边的“二张”，扶中宗即位。虽然皇帝是李家的，但政权却旁落他人，致使许多老臣被害，政局动荡。这样的局面该由谁负责呢？张柬之？中宗？还是韦后？