武则天病得非常严重，麟台监张易之和春官侍郎张昌宗居宫中执政，张柬之、崔玄暐与中台右丞敬晖、司刑少卿桓彦范以及相王府司马袁恕己谋划杀掉张易之和张昌宗。张柬之问右羽林卫大将军李多祚说：“将军今日的荣华富贵，是谁给的？”李多祚流着眼泪回答说：“是高宗大帝给的。”张柬之说：：“现在大帝的儿子受到张易之和张昌宗这两个小子的威胁，难道将军不想报答大帝的恩德吗！”李多祚回答说：“只要对国家有利，我一切都听相公安排，不敢顾及自身以及妻儿的安危。”于是自己指天发誓，并且与张柬之、崔玄暐等人一同定下了铲除张易之和张昌宗的计谋。
当初，张柬之接替荆州都督府长史乡人杨元琰的职务，二人一同泛舟于长江之中，当小船漂到江心时，谈到了武则天以周代唐的事，杨元琰慷慨激昂，有救助大唐的志向。张柬之入朝作了宰相后，便推荐杨元琰担任右羽林将军，并且提醒他说：“您大概还记得我们当初在江心泛舟时所说的话吧？今天这项任命可不是随便给您的呀。”张柬之还任用了桓彦范、敬晖以及右散骑侍郎李湛，都让他们担任左、右羽林将军，把禁军交给他们指挥。这件事引起了张易之等人的怀疑和忧虑，张柬之于是又任用他的党羽武攸宜为右羽林大将军，张易之等人才放了心。
不久，姚崇从灵武回朝，张柬之和桓彦范交谈说：“大事就要成功了！”于是把商量好的计谋告诉姚崇，桓彦范将这事禀告了他的母亲，母亲勉励他说：“忠孝不能两全，应当先为国家大事着想，然后再考虑自家的小事。”当时，太子李显都从北门入宫向武则天问安，桓彦范和敬晖前往拜见，秘密地把他们的计策告诉李显，李显允许他们这样去做。
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余人来到玄武门，派李多祚、李湛及内直郎、驸马都尉安阳人王同皎到东宫去迎接李显。李显有所怀疑，没有出来，王同皎说：“先帝把皇位传给殿下，殿下无故遭到幽禁废黜，皇天后土、士民百姓无不义愤填膺，已经有二十三年了。现在上天诱导人心。北门的羽林诸将与南牙朝臣得以同心协力，立志诛灭凶恶的小人，恢复李氏的江山社稷，希望殿下暂时到玄武门去以满足大家的期望。”李显回答说：“凶恶的小人的确应该翦除，但是天子圣体欠安，你们这样做能不使天子受惊吗！请诸位日后再图此事。”李谌说：“诸位将帅宰相为了国家不顾身家性命，殿下为什么非要让他们面临鼎镬的酷刑呢！请殿下亲自去制止他们好了。”李显这才出来。
王同皎将李显抱到马上，并陪同李显来到玄武门，斩断门栓进入宫中。此时武则天在迎仙宫，张柬之等人在迎仙宫的走廊里将张易之和张昌宗斩首，然后进至武则天居住的长生殿，在她周围环绕侍卫。武则天吃惊地坐起来，问道：“是谁作乱？”张柬之回答说：“张易之、张昌宗阴谋造反，臣等已奉太子的命令将他们杀掉了，因为担心可能会走漏消息，所以没有向您禀告。在皇宫禁地举兵诛杀逆贼，惊动天子，臣等罪该万死！”武则天看见李显也在人群之中，便对他说：“这件事是你让干的吗？这两个小子已经被诛杀了，你可以回到东宫里去了。”桓彦范上前说：“太子哪能还回到东宫里去呢？当初天皇把心爱的太子托付给陛下，现在他年纪已大，却一直在东宫当太子，天意民心，早已思念李家。群臣不敢忘怀太宗、天皇的恩德，所以尊奉太子诛灭犯上作乱的逆臣。希望陛下将帝位传给太子，以顺从上天与下民的心愿！”李湛是李义府的儿子，武则天发现了他，对他说：“你也是杀死张易之的将军吗？我平时对你们父子不薄，想不到竟然有今天的变故！”李湛满面羞惭，无法回答。武则天又对崔玄暐说：“别的人都是经他人推荐之后提拔的，只有你是朕亲手提拔的，你怎么也在这里呢？”崔玄暐说：“我这样做正是为了报答陛下对我的大恩大德。”
接下来逮捕了张昌期、张同休、张昌仪等人，将他们全部处斩，并在神都天津桥的南边将上述人犯与张易之、张昌宗二人一道枭首示众。在这一天里，为防范突然事变的发生，袁恕己随从相王李旦统率南牙兵马，他们将韦承庆、房融及司礼卿崔神庆等逮捕下狱，这些人都是张易之的同党。先前，张昌仪新建起一幢非常豪华的宅第，规模比诸王及诸位公主的宅第还要宏大，有人晚上在他的门上写道：“一日的丝能织几日的薄纱？”张昌仪让人把字迹除掉，结果又被人写上，这种情况总共出现了六七次。张昌仪用笔在门上写道：“即使是只织一天，我也感到满足。”此后便没有再出现这种情况。
武则天颁下制书，决定由李显代行处理国政，大赦天下，任命袁恕己为凤阁侍郎、同平章事，派遣十位使者，分别携带天子的玺书前往各州进行安抚工作，武则天将帝位传给李显。诛除张易之、张昌宗，张柬之首先设谋，论功提拔为天官尚书、同凤阁鸾台三品、汉阳郡王，封给实纳租税的食户五百户。不到半年，他以汉阳郡王加“特进”衔，免除治理政事。不久，张柬之遭武则天的侄子武三思排挤，武三思以张等五大臣诬陷韦后为由，向李显中伤他们，李显于是下诏，同时免去他们的宰相职务。
张柬之失权后，愿回襄州养病，便任命他为襄州刺史，启程前，李显为他赋诗祭路神，还下诏群臣到定鼎门外给他饯行。到襄州后，他以法纪对待下属，即使是亲朋旧故也不放纵宽免，适逢汉水暴涨侵及外城，张柬之就军营壁垒筑堤，遏制急流怒涛，全境依赖它防洪。他又恳切地辞去王爵，朝廷不准，不久遭贬，并流放到泷州，忧愁愤懑而死，享年八十二岁。
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