姚崇、魏元忠等一干忠臣被赶出了朝廷，剩下的大臣中，敢于同张易之、昌宗兄弟针锋相对，进行斗争的就是御史中丞宋璟了。
宋璟，邢州南和（今河北南和）人。在年少时即为人耿介，有气节，又博闻多学，弱冠之年即考中了进士，后来升为凤阁舍人，又迁任左御史中丞。宋璟身为监察官员，尽职尽责，他一向持法守正，铁面无私，又一向嫉恶如仇，憎恨张易之、昌宗兄弟仗势弄权，乱政乱刑。在宰相魏元忠遭二张诬陷罢相贬官时，他曾扼腕叹息道：“璟不能申魏公之冤，深负朝廷矣。”
宋璟深感自己官职卑微，无力伸张正义而惭愧。张氏兄弟炙手可热，不少朝臣趋炎附势，拜倒他俩的脚下，但宋璟却从不买他俩的账。有一次，则天女皇召集朝臣举行盛大宴会，公卿大臣相继而来，按官品的高低依次就座。张易之兄弟的官品都在宋璟之上，但张易之平日惧怕宋璟不讲情面，想借此机会讨得他的欢心，便空出自己的座位，点头哈腰地对他说：
“宋公现在是朝中第一等人，为何尚坐下座？”
宋璟听了十分反感，便板起面孔，不冷不热地回敬了他几句：
“宋某才劣品卑，张卿却以为第一，此是何意？”
当时朝官都以二张为女皇内宠，不叫官名，称张易之为“五郎”，昌宗为“六郎”。坐在宋璟旁边的吏部侍郎郑杲见张易之被宋璟说得满脸通红，又见宋璟当面不称五郎而称卿，于是质问宋璟说：
“宋中丞为何称五郎为卿？”
当时，只有门生、家奴才称主人为郎。宋璟见郑杲身为朝廷命官，在张易之面前却是一副十足的奴才相，便没好气地顶撞他说：
“从官职而言，正当为卿；若以亲戚缘故，当称张五。足下非张易之家奴，却为何称他为五郎呢？”
郑杲碰了一鼻子灰，真是自讨没趣。在座的公卿大臣听了，无不大惊失色。当时，自武三思以下，朝官对张易之、昌宗兄弟都是毕恭毕敬，小心谨慎，唯独宋璟不肯屈服。
还有一次，宋璟回家奔丧，回朝后公卿大臣一个接一个地前来安慰他。张易之来迟了，就快步走上来。宋璟见了，却马上举起手中的笏一挥，不让张易之走近，弄得他进退不得，十分尴尬。
长安四年（704年）十二月，则天女皇患了重病，躺在长生殿，数日不起。宰相一个来月也见不到则天女皇一面，唯有张易之、昌宗兄弟在她身旁侍候。张氏兄弟担心一旦女皇晏驾，会遭到大臣们的惩治，于是便结党营私，暗中做准备，以防不测。于是经常有人把无名告示贴到十字路口，说张氏兄弟谋反，女皇听到也不闻不问。在此期间，张昌宗曾私下请求术士李弘泰为他占相。李弘泰窥知他的心意，诡称张昌宗有天子相，还劝他在定州（今河北定县）建一座佛寺，那么就会人人归心，天下大定。由于张昌宗做事不密，被杨元嗣获悉，立即向女皇告发此事。
历代帝王都严禁朝臣与术士私下来往，特别像张昌宗那样请术士为自己占相、说有天子相之事更是帝王的大忌，因为危及了女皇的君主之位。于是便命凤阁侍郎、同平章事韦承庆、司刑卿崔神庆与御史中丞宋璟共同审理此案。固然，则天女皇并非真的要惩治张昌宗，只不过是给大臣作点表面文章，因为张昌宗毕竟是违犯了禁律。
也许是宰相韦承庆与司刑卿崔神庆了解则天女皇的真实意图，又深知张昌宗是女皇最宠爱的美男子，哪里敢认真审理？便敷衍了事，以张昌宗已将李弘泰之事上奏，按法应当免除其罪为理由，将他无罪释放；而李弘泰以妖言惑众，应该收审治罪。
韦承庆等人这种应付公事、袒护恩幸的做法显然是不公正的。为官刚正不阿的御史中丞宋璟却不肯睁只眼、闭只眼。他见宰相与司刑卿不敢认真审理张昌宗一案，便与大理丞封承祯联名上奏，说张昌宗深受陛下恩宠，还召术士占相，居心叵测。李弘泰称筮得纯乾，是天子之卦。若张昌宗以李弘泰为旁门左道以惑众，为什么不把他扭送到司法部门治罪？虽然说事后已把此事上奏，却总是包藏祸心，应依法斩首破家，请将他收捕狱中以治其罪。
尽管宋璟依法行事，说得合情合理，但则天女皇怎么忍心将自己宠爱的人投入监狱，加以治罪呢？她听了宋璟的奏请，迟疑不决，半天没有说话。
宋璟见则天女皇不置可否，又进一步陈述利害关系，认为如果不收审张昌宗，恐怕会动摇民心。
则天女皇还是不忍心收审张昌宗，要求宋璟暂时停止按察，待她更详细地查阅文卷，然后再酌情处理。女皇之所以这样做，只是一个缓兵之计，以达到保护张昌宗的目的。
宋璟迫不得已，只好暂时退下。他以国事为重，大义凛然，不少朝臣见了为之动心。左拾遗李邕趁机规谏则天女皇，说自己听了宋璟的奏言，觉得他完全是出于公心，志在安定国家社稷，并非为自己沽名钓誉，请陛下恩准宋璟的奏请。则天女皇仍然是充耳不闻，不发一言。
则天女皇一心要保护张昌宗，不允许朝臣收审治罪。但是一些耿直的朝官却坚持非要依法惩治不可，以明国法。女皇觉得宋璟在朝，是她袒护张昌宗的最大障碍，于是便施用调虎离山计，想把他暂时调离京城。
这时正巧扬州发生了一个案件，则天女皇便诏令御史中丞宋璟前去处理。宋璟也揣知女皇的心意，便推辞说：
“臣以不才，叨居宪府，按州县乃监察御史事耳，今非意差臣，不识其所由，请不奉制。”
事过不久，又发生了幽州都督屈突仲翔的贪赃事件。则天女皇又想让宋璟赴幽州处理这一贪赃事件，以把宋璟调出京城。但宋璟再次推辞说：
“御史中丞，非军国大事不当出使。且仲翔所犯赃污耳，今高品有侍御史，卑品有监察御史，今敕臣，恐非陛下之意，当有危臣，请不奉制。”
宋璟据理力争，再次拒绝了则天女皇出使的诏命。女皇见两次派他不出，仍不死心。过了月余，宰相李峤将奉命前去安抚陇、蜀地区军民，令宋璟为副使，与宰相李峤一同前往陇、蜀，履行公事。
李峤听说宋璟将作为自己的副手，十分高兴，便召来宋璟与他一起前去谢恩，不料宋璟却固执地说：
“恩制示礼数，不以礼遣璟，璟不当行，谨不谢。”
之后，宋璟即上表则天女皇，说明自己不当出使的理由，他说：
“臣以宪司，位居独坐。今陇蜀无变，不测圣意令臣副峤，何也？恐乖朝廷故事，请不奉制。”
宋璟虽然三次拒绝了则天女皇要他出使的诏命，但也都合乎国家正常的法令制度。则天女皇本想找个借口把他暂时调离朝廷，以更好地袒护张昌宗，她自知理亏，既不敢硬逼他外出，也不便以他违抗诏命而加以治罪。
过了几天，在右卫西街的墙上又出现了一张无名告示，上面写道：“易之兄弟、长孙汲、裴安立等谋反。”此事又在朝廷中掀起了轩然大波。司刑少卿桓彦范上疏则天女皇，说张易之、昌宗兄弟无功受宠，包藏祸心，自招其咎，这是皇天降怒。陛下不忍心惩治，则违背天意不祥。不诛杀张易之、昌宗兄弟，则使他们自负得计，这是陛下养成其乱，如不诛逆臣，社稷就会灭亡。宰相崔玄暐也一再请求要以法行事。则天女皇见朝臣义愤很大，实在推却不过，只好下令让司法部门论议一下张易之、张昌宗兄弟的罪过。
这时，宋璟又一次上奏，请将张昌宗收捕下狱，审查治罪。则天女皇以“昌宗已经奏闻”为理由，拒绝了宋璟的奏请。但是，宋璟还是不肯退让，坚持己见，认为张昌宗为无名告示所逼，走投无路，被迫自首，势在必然。而且谋反罪是十恶不赦，不能因为自首就能逍遥法外。若张昌宗不受惩治的话，那么国法还有什么用呢？
则天女皇见宋璟如此固执，便和颜悦色地加以劝解，不料宋璟反而更加声色俱厉地说：
“昌宗分外承思，臣知言出祸从，然义激于心，虽死不恨。”
则天女皇听了，一时心中十分不快。
这时殿上气氛异常紧张。善于察言观色的宰相杨再思见则天女皇已很生气，担心宋璟再执意奏请，说不定会引起女皇大发雷霆，对他不利，于是便宣布敕令，命宋璟退出。但宋璟似不到黄河不死心，一点儿也不在乎，并当即回敬他几句：
“圣主在此，不烦宰相擅宣敕命！”
杨再思遭到宋璟顶撞，红着脸，低头不语。
在宋璟一再坚持、众大臣力争的情况下，则天女皇也实在推脱不过了，才勉强准许了宋璟的奏请，命宋璟退下，并传令张昌宗到御史台受审。
宋璟回到御史台后，命台吏迅速做好准备，等张昌宗一到，即马上开庭审理，想尽快了结此案。
则天女皇虽然准令审讯张昌宗，只不过是一时出于大臣的压力，出于无奈，可退朝不久，又马上改变了主意，颁下特赦令，命使者前去御史台召回张昌宗。宋璟正加快审理，欲尽快把张昌宗押上断头台，除掉这个祸国殃民的坏蛋。可是还没等审讯完，使者即来这里宣布了特赦令。对于皇帝的特赦令谁还敢抗拒？宋璟无可奈何，只好中止了审讯，将张昌宗无罪释放。
张昌宗进入皇宫，面见则天女皇谢恩。则天女皇知道宋璟对赦免张昌宗会很不满意，马上命张易之、昌宗兄弟再去御史台，向宋璟表示谢意。时宋璟正余怒未息，听说张氏兄弟入谢，便拒而不见，并使左右台吏对二张说：
“公事当公言之，私见即法有私也。”
张易之、昌宗兄弟吃了闭门羹。没有办法，只好悻悻而归，心里对宋璟又恨又怕。待二张走后，宋璟对同僚说：
“恨不先打竖子脑破，而令混乱国经，吾负此恨。”
庐陵王李显虽然从房州接回洛阳，再次被立为皇太子，又时过七八年了，这时他已是长了胡子的年近半百的老太子，却仍是迟迟不得即位亲政。而年逾80的则天女皇尽管也是风烛残年，又连年闹病，是朝不保夕的老太婆，却仍然贪婪大宝之位，丝毫也没有禅位的意思。在这种情况下，大臣中有意拥戴皇太子即位的人越来越多。
长安二年（702年）五月，有识之士苏安恒曾给则天女皇上疏：“以为天下是神尧高祖、文皇帝太宗的天下，陛下虽位居正统，其实是凭借着唐朝的旧基。当今太子已立，而且年长又有盛德，陛下却贪恋宝位而忘母子之深情，将有什么脸面见唐家宗庙，将如何谒拜天皇大帝坟陵？陛下为何日夜忧劳，不肯告老退位？我以为天意人心，归还李家。陛下虽安居天位，却一点儿也不知道物极必反、器满则倾的道理，我不惜一朝之命，也要保全万乘之国。”
苏安恒的上疏言辞尖锐，主旨明确，毫不掩饰地要则天女皇下台，传位于皇太子。女皇既没有责怪他，也未有什么回音。但这却招致了张易之、昌宗兄弟的忌恨，因为则天女皇是他们的靠山，如果一旦女皇传位于太子，他们一切就会随之而完蛋了。张氏兄弟暗中指使刺客谋杀苏安恒，幸赖正谏大夫朱敬刚等朝官的保护，才幸免于难。
长安四年（704年）十二月，则天女皇居住在长生殿养病，宰相很少能见到女皇，唯有张易之、昌宗兄弟在身旁侍候。满朝文武大臣都非常担心，如果一旦女皇晏驾，她身旁既无皇太子，又没有宰相大臣，而张易之、昌宗兄弟要玩弄权柄，其政局将如何，那是很难设想的。于是宰相崔玄暐上奏则天女皇，以为皇太子、相王仁明孝友，完全能陪为陛下侍奉药膳。宫禁是重地，请不要让异姓人进进出出，以防患于未然。
崔玄暐所说的“异姓人”，是指张易之、昌宗兄弟。崔相希望则天女皇在养病期间，能把张氏兄弟从宫中赶出去，由皇太子、相王李旦来侍奉女皇，以免节外生枝。则天女皇阅过崔玄暐的上疏，虽然口头上说：“深领卿厚意。”但仍无更改，一如从前。
神龙元年（705年）一月初，张易之、昌宗兄弟见女皇病情加重，也像热锅上的蚂蚁一样，坐立不安。他俩心里明白，他们之所以敢为所欲为、肆无忌惮，主要是有则天女皇在背后撑腰。他们曾扬言，只要有女皇在，“千人推我不能倒”；如果女皇一旦晏驾，又是“万人擎我不能起”。张易之兄弟见当时形势对他们很不利，也不甘心坐守待毙，极力谋求自安之策，开始暗中交结朝官，以为党援，以便应付时局的突变，宰相韦承庆、房融及司礼卿崔神庆等朝官，都倾心于张氏兄弟。
在这种情况下，终于发生了以宰相张柬之、桓彦范、敬晖、袁恕己、崔玄暐等五大臣为首的宫廷政变，而且取得了极大的成功。
酝酿这次宫廷政变由来已久，最早可以追溯到狄仁杰当政时期。在狄仁杰做宰相时，则天女皇很器重他，要他推荐将相之才。狄仁杰以为现任荆州长史张柬之有奇才，要把他推荐到中央任职。当时宰相姚崇也向女皇推荐，说“张柬之沉厚有谋，能断大事，且其人年老，惟陛下急用之”。则天女皇随即把他调入京城，不久即同凤阁鸾台平章事。他入相时，时年将近80，先后经狄仁杰推荐的，还有夏官侍郎姚崇、监察御史桓彦范、太州刺史敬晖等，他们都担任了要职，成为这次宫廷政变的核心力量。
据当时在社会上流传的《狄梁公传》记载：在久视元年（700年）十月，狄仁杰临去世前，曾把张柬之、桓彦范、敬晖、崔玄暐、袁恕己五人召集到一起，托付后事，他说：“所恨衰老，身先朝露，不得见五公盛事，冀各保爱，愿尽本心。”狄仁杰虽未明言“五公盛事”究竟指的是什么事，据说“五公心知目击，悬悟公意”。这明显地暗示了张柬之等人要发动宫廷政变，以恢复皇太子的帝位。
张柬之等五人将狄仁杰临终所嘱托的事记在心中，秘密做好准备，在时机成熟之时，发动宫廷政变。
左、右羽林军驻守在洛阳宫北门玄武门，是发动宫廷政变必须掌握的一支重要军事力量。有一天，宰相张柬之找来右羽林大将军李多祚，问他说：
“将军在北门几年？”
李多祚回答说30年。张柬之又问道：
“将军击钟鼎食，金章紫绶，贵宠当代，位极武臣，岂非大帝之恩乎？”
李多祚点头称是。张柬之又进一步说：
“将军既感大帝殊泽，能有报乎？大帝之子见在东宫，逆竖张易之兄弟擅权，朝夕危逼。宗社之重，于将军，诚能报恩，正属今日。”
李多祚听了，毫不犹豫地说：
“苟缘王室，惟相公所使，终不顾妻子性命。”
说完，李多祚“即引天地神衹为要誓，词义感动，义形于色”。张柬之见他态度坚定不移，遂密定诛张易之、昌宗兄弟之谋。
早在张柬之调到京城任职时，杨元琰接替了他的荆州都督府长史职务。在交接之际，二人泛舟同游长江。当小舟到了江中心，见四处无人，二人便谈及则天革命与诸武擅权之事，杨元琰慷慨激昂，心有匡复李唐皇室之意。及柬之擢任宰相之后，经奏请把杨元琰也调到京城，任羽林将军。张柬之对他说：
“记昔江中之言乎？今日之授，意不细也。”
杨元琰已意识到自己任羽林将军所担负的重任，暗中做好准备，以配合张柬之的行动。
此外，张柬之又任用桓彦范、敬晖及右散骑常侍李湛分别为左、右羽林将军，进而掌握了禁军之权。
狡黠的张易之、昌宗兄弟见禁军将领频频变动，心中起了狐疑。他们似也明白掌握禁军是立于不败之地的保证，于是便奏请则天女皇，让自己的亲信武攸宜为右羽林大将军，心中才稍为安定。
过了几天，兵部尚书、同凤阁鸾台三品、充灵武道行军大总管姚崇回到了洛阳。姚崇是遭张易之、昌宗兄弟诋毁而出任灵武道的。他一向憎恶张氏兄弟的恃宠弄权、胡作非为，又老谋深算。张柬之、桓彦范听到姚崇回到洛阳的消息十分高兴，以为大事必能成功，于是便将他们欲发动宫廷政变的计划告诉了姚崇，姚崇也很赞同，并参谋帷幄。
尽管张柬之等人计划十分隐秘而周到，但发动宫廷政变总是有一定的冒险性。成功了则万事皆休，如果万一不成，势必招致诛灭九族之大祸。在事发前，司刑少卿桓彦范把此事向老母作了禀报，以让老母事先有个思想准备。桓母深明大义，她勉励儿子说：
“忠孝不两全，先国后家可也。”
一场惊心动魄的宫廷政变终于酝酿成了。
神龙元年（705年）二月二十二日清晨，张柬之、崔玄暐、桓彦范与羽林将军李湛、李多祚、杨元琰、左威卫将军薛思行等率左右羽林兵共500余人，全副武装，浩浩荡荡地来到洛阳宫玄武门，命右羽林大将军李多祚、右羽林将军李湛与驸马都尉王同皎去东宫迎接皇太子。皇太子历尽沧桑，备受磨难，已变得谨小慎微，见羽林将军前来迎接他进宫，心中充满了疑惧和不安，迟迟不敢行动。王同皎规劝皇太子，说先帝把帝王大业交付殿下，却硬被女皇废掉帝位，幽禁多年，真是人神同愤，已经23年了。今日大臣与羽林军同心协力，以诛灭凶顽二张，恢复李氏社稷，请殿下暂去玄武门，以安抚众人。
羽林将军李湛也奉劝皇太子说：
“逆竖反道乱常，将图不轨，宗社危败，实在须臾。湛等诸将与南衙执事克期诛翦，伏愿殿下暂至玄武门，以副众望。”
但皇太子却坚持认为，凶竖张易之、昌宗兄弟实在应该诛杀。但母皇身体多日欠安，这样兵马汹汹，恐有惊吓。请众卿暂就此而止，以后再另想良策。
如果皇太子拒绝与大臣的合作，这场宫廷政变就有流产的可能，那么发动宫廷政变的将相就面临可悲的下场。李湛严肃地向皇太子晓之以大义，说之以利害：
“诸将弃家族，共宰相同心戮力，匡辅社稷，殿下奈何不哀其恳诚而欲陷之鼎镬？湛等微命，虽不足惜，殿下速出自止遏。”
李湛与王同皎苦口婆心相劝，皇太子迫不得已，这才出了东宫门。王同皎挟抱太子上马，大家簇拥着皇太子到了玄武门。皇太子既然已上了马，已身不由己，会同张柬之等大臣将士，斩关而入。
皇太子与宰相张柬之、崔玄暐、羽林军诸将士闯进了则天女皇居住的迎仙官（即集仙殿）。在廊庑下，正巧遇见了张易之、昌宗兄弟。张氏兄弟刚刚梳洗打扮完毕，见宰相张柬之等人簇拥皇太子而来，后面紧随的是剑拔弩张的羽林军将士，自知大势不妙，掉头就往女皇住处跑去。张柬之用手一挥，羽林军将士一拥而上，把他俩打翻在地，割下首级。接着，羽林军将士包围了则天女皇的寝宫长生殿。
正在卧床养病的则天女皇刚醒来不久，突然听到外面脚步急促，人声嘈杂，知道发生了变乱，一时惊惧而起，问道：
“乱者谁邪？”
女皇的话音未落，皇太子与宰相张柬之等人已来到御榻前，羽林军将士环绕侍卫。宰相张柬之回答说：
“张易之、昌宗谋反，臣等奉太子令诛之，恐有漏泄，故不敢以闻。称兵宫禁，罪当万死！”
事情已经如此，张氏兄弟已被杀死，则天女皇还能说什么呢？当她在众人中发现了皇太子，心中的石头才算落了底，便对太子说：
“乃汝耶？小子既诛，可还东宫。”
其实，张柬之等大臣只不过是把诛杀二张作为发动宫廷政变的口实，其本意则是逼迫女皇让位。贪恋帝位的则天女皇似对张柬之等人发动宫廷政变的真实意图还不清楚，以为杀了张易之、昌宗兄弟就万事大吉了，因此劝皇太子仍回东宫，依然没有传位之意。
皇太子听了，默不作声，因为他自己还不便出面说些逼迫母皇传位的话。这时，司刑少卿桓彦范走近则天女皇，明言劝说道：
“太子安得更归？昔天皇以爱子托陛下，今年齿已长，久居东宫，天意人心，久思李氏。群臣不忘太宗、天皇之德，故奉太子诛贼臣。愿陛下传位太子，以顺天人之望！”
则天女皇听了没有说话。当她发现右羽林将军李湛也在众将之列时，不满意地说：
“汝亦为诛易之将军耶？我于汝父子不薄，乃有今日！”
原来，李湛是李义府之子。李义府在高宗立武昭仪为皇后时奔走呼号，立了大功，所以事后武则天对其父子待遇很厚，不断加官晋爵。所以则天女皇以为他恩将仇报，是个负义之人。尽管李湛平日能说会道，可这时听了则天女皇的话，却似自以为理亏，羞得满脸通红，半天说不出一句话来。
则天女皇又在众人中发现了宰相崔玄暐，也不太满意地说：
“他人皆因人以进，惟卿朕所自擢，亦在此耶？”
崔玄暐听了，理直气壮地回答说：
“此乃所以报陛下之大德。”
崔玄暐不卑不亢，说话又言简意赅。则天女皇听了，一时感到无言以对。
与此同时，宰相张柬之又命羽林军将士分头行动，逮捕了张昌期、张同休、张昌仪兄弟，皆处以死刑，然后将张易之五兄弟的首级悬挂在洛阳天津桥南，向天下昭示张氏兄弟的罪行。
据说，在张易之、昌宗兄弟族灭之前，有一天，其母韦氏阿臧正坐在家中，忽然有人来报告说，有无数车马骑从已到门前停下。韦氏阿臧以为是宦官来府上办什么事，随即起身，出门迎接。可是当她走到门前时，却看不到车马、骑从的影子。她心里起了疑虑。过了几天，又有数十只狐狸，翻过院墙，来到她家，前足还捧着饭瓮。她心里更是疑惧不安。至此，全家遭到了灭族之祸。古人说：“月晕而风，础润而雨。”这大概是张易之、昌宗兄弟灭亡的先兆吧！
在皇太子与宰相张柬之率羽林军将士向则天女皇迎仙宫进发的同时，右台中丞、相王府长史袁恕己与相王也率南衙府兵行动起来，以防止其他变故，并收捕了张氏兄弟的同党宰相韦承庆、房融与司礼卿崔神庆等，把他们投入了监狱。
这次由宰相张柬之等人发动的宫廷政变，神速而又成功。后来，唐中宗把张柬之、桓彦范、崔玄暐、袁恕己、敬晖五人分别封为王，故历史上称这次政变为“五王政变”。
张柬之等“五王政变”之所以成功，原因是多方面的。则天女皇晚年多病，偏信嬖宠张易之、昌宗兄弟，二张恃宠弄权，激起了朝野上下的不满，这是其一；在传统观念的影响下，人们多以李唐为正统，特别是在武周政权末期纲纪紊乱的情况下，文武百官多思念唐德，拥护恢复李氏皇统，是人心所向，这是其二；张柬之等人与姚崇精心筹划，掌握了羽林军，而则天女皇与张易之、昌宗兄弟既未发觉，也毫无防备，这是其三。由于张柬之等人发动的这次成功的宫廷政变，宣告了武周政权的灭亡，从而也结束了则天女皇的政治生涯，使中断了多年的李氏皇统又得以恢复。
