长安元年（701年）九月，儿子李重润和永泰公主夫妇少年气盛，对祖母宠信张易之、张昌宗兄弟深表不满，被张易之添油加醋地报告给武则天，说他们诽谤朝廷，结果武则天逼令李重润、永泰公主和丈夫武延基自杀。不过，因为牵扯面不大，武则天并没有深究。

长安四年（704年）十二月，81岁的武则天因病避居迎仙宫。武则天的病情很严重，迎仙宫中只有张易之、张昌宗侍奉左右，外人不得进入，甚至连宰相也难见她。张柬之和桓彦范、敬晖等大臣决定乘机诛杀张易之，逼病重的武则天让位，复辟唐朝。

张柬之利用职权迅速安排桓、敬二人担任羽林将军，掌握禁兵，为政变提供保障。当时皇太子李显在北门起居，桓彦范和敬晖利用禁军将军身份拜谒李显，密陈政变计划，得到太子的赞同。因为张柬之早年在外地担任刺史时，曾与荆州长史杨元琰一同泛舟，谈起武周的乱象，两人相互约定：“他日你我得志，当彼此相助，同图匡复。”于是，张柬之此时便推荐杨元琰担任羽林将军，共同筹划政变。

政变后，张柬之被封为汉阳王、敬晖被封为平阳王、桓彦范被封为扶阳王、袁恕己被封为南阳王、崔玄暐被封为博陵王，时称“五王”，所以，神龙政变又被称为“五王政变”。

景龙四年（710年）六月壬午，唐中宗李显逝世，终年55岁。葬于定陵（今陕西省富平县西北15里的凤凰山）。

关于李显的死因，据史书《唐书》和《资治通鉴》的记载，唐中宗李显是被毒死。按照这个说法，韦后的两个情人杨均和马秦客害怕和皇后私通的事情败露，韦后想当皇帝，而安乐公主想当皇太女，几方势力都觉得中宗碍手碍脚。于是，大家联合搞出了一碗毒汤饼。但其实并不符合常理，一个活着的傀儡帝王对他们更有利，为什么要杀死他呢？而且在朝廷胜利后不久，韦氏以及安乐公主却按照正常礼仪下葬，如果真是他们毒杀的，怎么可能会给予正常的丧葬呢？所以这里面显然是有水分的，至于真实的历史，那就由后人去猜想以及寻找吧。