佯称张易之、张昌宗兄弟谋反，于是发动兵变，率禁军五百余人，冲入宫中，杀死二张兄弟，随即包围武则天寝宫，要求武氏退位，史称“神龙革命”。
于是武则天被迫禅让帝位与太子李显，史称唐中宗，武周历一世而亡，李氏唐朝复得天下，百官、旗帜、服色、文字等尽皆恢复旧制，中宗尊武则天为“则天大圣皇帝”。
同年十二月，武则天在上阳宫病死，年八十二，遗制去帝号，称“则天大圣皇后”，次年五月，与高宗合葬乾陵，留无字碑一座。
李氏能够顺利恢复江山，实乃是狄仁杰当年一席话起了关键作用，若然让武承嗣或武三思其中之一继位，李氏就算联合忠臣发动兵变，是否能够一统天下就难说了，很有可能会将天下打烂，提早开启五代十国的局面，至于唐玄宗的“开元盛世”就会变成泡影了。