一刀砍倒在地，当场身亡。武崇训见状，想要拔剑反抗，也被士兵斩杀。随后，李重俊下令将武三思与武崇训的首级割下，悬挂在城门上示众，以泄心头之恨。
诛杀武三思父子后，李重俊与李多祚率领羽林军转向皇宫，冲入宫门，直奔中宗与韦后所在的玄武门楼。宫中的侍卫发现有人发动政变，纷纷上前阻拦，却被羽林军士兵击退。上官婉儿得知政变的消息后，急忙跑到玄武门楼，对中宗与韦后说：“太子此举，显然是想先杀我，再杀皇后，最后杀陛下啊！”中宗与韦后闻言，吓得面色惨白，急忙登上玄武门楼的城楼，躲避羽林军的进攻。
李重俊与李多祚率领士兵追到玄武门楼前，李多祚高声呼喊，要求中宗交出韦后、安乐公主与上官婉儿。中宗站在城楼上，看着楼下的羽林军士兵，知道这些士兵大多是宫中的宿卫，对自己仍有敬畏之心，便对着士兵们喊道：“你们都是朕的宿卫之士，为何要跟随李多祚谋反？只要你们能斩杀谋反之人，朕必不会亏待你们，保你们富贵！”
羽林军士兵听到中宗的喊话后，纷纷动摇。其中一名士兵突然调转矛头，向李多祚砍去，其他士兵见状，也纷纷倒戈，向李多祚、李思冲等人发起进攻。李多祚等人猝不及防，很快便被士兵斩杀。李重俊见局势失控，知道政变已经失败，便带着几名亲信骑兵，从宫城西门逃出长安，向终南山方向逃去。
中宗得知李重俊逃跑后，立即下令派兵追捕。李重俊逃到终南山后，身边的亲信见大势已去，担心被牵连，便趁李重俊熟睡之际，将他斩杀，带着他的首级返回长安，献给中宗。中宗下令将李重俊的首级悬挂在城门上示众，随后又将其首级送到武三思的灵前祭奠。
武三思死后，韦后与安乐公主并未收敛，反而更加肆无忌惮地干预朝政。她们大肆提拔亲信，排除异己，甚至毒杀了中宗，试图效仿武则天称帝。最终，在景龙四年（710年），临淄王李隆基（即后来的唐玄宗）与太平公主发动唐隆政变，诛杀韦后、安乐公主及其党羽，拥立睿宗李旦复位，武氏势力彻底被清除，李唐社稷才得以稳定。