玄武门位于长安太极宫的北部，是皇亲国戚和众臣进入皇宫的必经之地。关于玄武门在当时的重要位置，陈寅恪先生曾有评论：“玄武门在唐朝多次政变中均处于关键位置，谁控制它，就容易在军事上处于优势，取得胜利，因此乃兵家必争之地。”
秦王集团之所以选定在玄武门起事，一是因为这里是进出皇宫的要道，李建成听召入宫一定会从此经过，而且如果在玄武门设伏失败，还可以领用地利控制住李渊，为自己谋求一条后路。所以在决定发动政变后，李世民首先派人收买了玄武门的守将常何，以此来保证日后玄武门设伏不会受到阻碍，加大了政变成功的概率。
武德九年六月初四庚申日（626年7月2日），李世民率领长孙无忌、尉迟恭、房玄龄、杜如晦、宇文士及、高士廉、侯君集、程知节、秦琼、段志玄、屈突通、张士贵等人入朝，并在玄武门埋下伏兵。李建成、李元吉二人不知底细，也一起入朝，骑马奔向玄武门。此时，高祖已经将裴寂、萧瑀、陈叔达、封德彝、裴矩等人召集前来，准备查验这件事情了。
李建成来到临湖殿，察觉到了变化，立即掉转马头，准备向东返回东宫和齐王府。李世民跟在后面呼唤他们，冯立心虚，先张弓搭箭射向李世民，但由于心急，一连两三次都没有将弓拉满，箭没有射中。
李世民却搭弓射向李建成，将他射死了。尉迟恭带领骑兵七十人相继赶到，他身边的将士用箭射中了冯立，冯立跌下马来。可就在此时，李世民的坐骑受到了惊吓，带着李世民奔入玄武门旁边的树林，李世民又被林中的树枝挂住，从马上摔下，倒在地上，一时爬不起来。冯立迅速赶到，夺过弓来，准备勒死李世民，就在这时尉迟恭跃马奔来大声喝住了他。冯立知道不是对手，赶紧放开李世民，想快步跑入武德殿寻求李渊庇护，但尉迟恭快马追上他，放箭将他射死了。
太子李建成的部下、翊卫车骑将军薛万彻得知建成身死，叹息道：“难道能够在太子生前蒙受恩惠而太子一死便逃避祸难吗！”于是，他与屈直府左车骑谢叔方率领东宫的精锐兵马两千人，急驰赶到玄武门，准备为太子报仇。张公谨臂力过人，他独自关闭了大门，挡住薛万彻等人，薛万彻等人无法进入。云麾将军敬君弘掌管着宿卫军，驻扎在玄武门。他挺身而起，准备出战，与他亲近的人阻止他说：“事情未见分晓，姑且慢慢观察事态的发展变化，等到兵力汇集起来，结成阵列再出战，也为时不晚。”敬君弘不听从，便与中郎将吕世衡大声呼喊着向敌阵冲去，结果全部战死。把守玄武门的士兵与薛万彻等人奋力交战，持续了很长时间，薛万彻擂鼓呐喊，准备进攻秦王府，将士们大为恐惧。此时，尉迟恭提着建成和元吉的首级给薛万彻等人看，东宫的人马顿失战心，迅速溃散，薛万彻与骑兵数十人则逃入终南山中。薛万彻杀死敬君弘后，对部下说：“这也可以略微报答太子殿下了。”于是，他丢掉兵器，落荒而逃。至此，政变以秦王李世民的胜利而告终。
政变发生时高祖正在宫内的海池上划船，李世民让尉迟恭入宫担任警卫。尉迟恭身披铠甲，手握长予，径直来到高祖所在的船上。高祖大惊，问道：“今日作乱的人是谁？爱卿到此做什么？”尉迟恭回答道：“秦王因为太子作乱，起兵诛杀了他们。秦王殿下担心惊动陛下，故派臣担任警卫。”高祖对裴寂等人说：“不料今天竟然会出现这种事情，你们认为应当怎么办呢？”萧瑀和陈叔达说：“建成本来就没有参与举义兵反抗隋朝的谋略，又没有为天下立下功劳。他们嫉妒秦王功劳大，威望高，便一起策划奸邪的阴谋。现在，秦王已经声讨并诛杀了他们，秦王功盖宇宙，天下归心，陛下如果能够决定立他为太子，将国家大事委托于他，就不会再生事端了。”高祖说：“好！这正是我素来的心愿啊。”当时，宿卫军和秦王府的兵马与东宫的亲信交战还没有停止，尉迟恭请求高祖颁布亲笔敕令，命令各军一律接受秦王的处置，高祖听从了他的建议。天策府司马宇文士及从东上阁门出来宣布敕令，众人便这样安定下来了。高祖又让黄门侍郎裴寂前往东宫开导原李建成麾下的诸将士，将士们便都弃职而散。于是，高祖召世民前来，抚慰他说：“近些日子以来，我几乎产生了投杼的疑惑。”世民跪了下来，伏在高祖的胸前，号啕大哭良久。
李建成的儿子安陆王李承道、河东王李承德、武安王李承训、汝南王李承明、钜鹿王李承义，还在宗室的名册上删除他们的名字。传说李世民恐惧兄弟的鬼魂前来索命，于是派尉迟恭与秦琼担任门前守卫，但后来因两人年老，无法长期担任，只好转绘制两人的画像挂在门口，成为后世门神的由来。
原东宫则全部没入宫中，后来成为李世民的后宫组成部分，其中较著名的是原来李元吉的妻子杨氏，政变之后被李世民纳为妾，但没有正式封号，宫中呼为“巢剌王妃”，是长孙皇后去世以后唯一一个生下子女的嫔妃。这也是李世民为部分学者所诟病的原因，认为他霸占弟媳，有悖伦常。不过也有学者认为李唐皇室本就有北方少数民族血统，较中原汉族更为开放，兄纳弟媳很正常，他们的思想中乱伦的概念较为淡薄。
秦王府诸将领准备将李建成的一百多名亲信全部诛杀，并将他们的家产没收官府，尉迟恭再三争辩说：“罪孽都是两个元凶所犯，而他们已经伏诛了，倘若还要牵连他们的党羽，就不是谋求安定的做法了！”于是诸将领停止了追杀。当天，高祖颁布诏书赦天下，叛逆的罪名只加给李建成，对其余的党羽，一概不加追究。僧人、尼姑和男女道士都应当依照原先颁布的诏令处理。国家的各项事务，都任凭秦王处置。
武德九年（626年）7月5日，高祖立秦王李世民为皇太子，又颁布诏书：“从今天起，军队和国家的各项事务，无论大小，全部委托太子处理和决定，然后再报告给朕。”
政变后的第一天，即武德九年六月初五辛酉日（626年7月3日），谢叔方自动出来负罪。薛万彻躲起来以后，李世民多次让人明示他，于是他也出来了。李世民感慨地说：“这些人都能够忠于自己所事奉的人，是义士啊”！便赦免了他们。
武德九年（626年）7月10日，高祖任命政变功臣宇文士及为太子詹事，长孙无忌与杜如晦为左庶子，高士廉与房玄龄为右庶子，尉迟恭为左卫率，程知节为右卫率，秦王府旧臣虞世南为中舍人，褚亮为舍人，姚思廉为太子洗马，论及政变的功劳，以长孙无忌和尉迟恭为第一，分别赐绢一万匹。高祖还特别嘉奖尉迟恭，慰劳他说：“爱卿对于国家来说有安定社稷的功劳。”于是把齐王国司的金银布帛器物全部赏赐给了尉迟恭。
当初，太子洗马魏徵经常劝说太子李建成及早除去秦王。
建成败亡后，世民传召魏徵，问道：“你为什么挑拨我们兄弟的关系呢？”大家都为魏徵担惊受怕，魏徵却举止如常地回答道：“如果已故的太子早些听从我的进言，肯定不会有今天的祸事。”李世民素来器重他的才能，便改变了原来的态度，对他以礼相待，引荐他担任詹事主薄。李世民还将王圭和韦挺从巂州（治所在今四川西昌）召回，两人和魏徵一起都担任了谏议大夫。任命政变功臣屈突通为陕东道行台左仆射，镇守洛阳。
武德九年（626年）7月31日，以秦王府护军秦琼为左武卫大将军，又以程知节为右武卫大将军，尉迟恭为右武候大将军。
武德九年（626年）8月3日，以高士廉为侍中（相当于宰相），房玄龄为中书令（亦相当于宰相），萧瑀为左仆射（亦相当于宰相），长孙无忌为吏部尚书，杜如晦为兵部尚书。
武德九年（626年）8月4日，以宇文士及为中书令，封德彝为右仆射（亦相当于宰相）；又以前天策府兵曹参军杜淹为御史大夫，前任中书舍人颜师古、刘林甫为中书侍郎，左卫副率侯君集为左卫将军，左虞候段志玄为骁卫将军，副护军薛万彻为右领军将军，右内副率张公谨为左武候将军，右监门率长孙安业为右监门将军，右内副率李客师为领左右军将军。至此，李世民集团成员和支持李世民的官员控制了国家的要害部门和职位，完全掌握了全国军政大权。
太子李建成和齐王李元吉的余党流散逃亡到民间，虽然朝廷连续颁布赦免令，他们仍然感到内心不安，图谋侥幸获利的人争相告发捕捉他们，以此邀功请赏。谏议大夫王圭将这种情况告诉了太子世民。
武德九年（626年）8月7日，李世民颁布太子令：“六月四日玄武门之变以前与东宫和齐王府有牵连的人、六月十七日以前与李瑗谋反有牵连的人，一概不允许相互告发，对违反规定的人以诬告罪论处。”
武德九年（626年）8月8日，朝廷派遣谏议大夫魏徵安抚崤山以东地区，允许他见机行事。魏徵来到磁州的时候，遇到州县枷送前任太子千牛李志安、齐王护军李思行前往京城。魏徵说：“我奉命出使的时候，对原来的东宫与齐王府的属官已经一概赦免，不予追究。现在又押送李思行等人，那么谁会不对赦令产生怀疑呢！虽然朝廷为此派遣了特使，又有谁会相信他呢！我不能够因顾虑自身遭受嫌疑，便不为国家考虑。何况我既然被视为国中才能出众的人士而受到礼遇，怎敢不以国中才能出众人士的本色来报答太子呢！”于是，他将李志安等人一律释放。太子李世民得知此事后甚为高兴。
武德九年（626年）7月14日，高祖将亲笔诏书赐给裴寂等人说：“朕应当加上太上皇的尊号。”表达了自己要退位和内禅的想法。
武德九年（626年）7月27日，撤销了太子李世民兼任的天策上将府邸，为李世民登基做准备。
武德九年（626年）9月3日，高祖颁布制书，将皇帝位传给太子李世民，自为太上皇，仍居于大内皇宫正殿——太极殿。李世民坚决推辞，高祖不许。
高祖颁布传位制书的第二天，即武德九年八月初九甲子日（626年9月4日），太子李世民在东宫显德殿即皇帝位，是为唐太宗，并大赦天下，从此开始了他辉煌的皇帝生涯，即位第二年正月初一乙酉日（627年1月23日）改元贞观。太宗在位期间文治昭昭，武功赫赫，史称“贞观之治”。
李世民即位后，于贞观十七年二月廿八戊申日（643年3月23日）下令将宫廷画师阎立本所画的辅佐他平定天下，安邦治国的二十四位功臣的画像悬挂于宫中凌烟阁之上，世称这二十四位功臣为“凌烟阁二十四功臣”，其中大部分功臣都参与了“玄武门之变”的谋划，在政变前就属于世民一党或支持世民一党，也有如魏徵这样原太子建成一党、后来为太宗所用的能臣。
当然李世民也没敢忘记林峰这个半个老师，封林峰为楚国郡王，比起赵国郡王高了一个级别，聊胜于无也算是个安慰奖吧！不过他他和李秀宁的儿子林跃则被封为蓝田县候，二子林远被封为千牛备身，羽林卫中郎将；同时征招韩国公罗士信进京担任左骁卫大将军一职。
不过林峰待在太谷这一年也没有白等，最起码王氏和郑氏都给他生了一个女儿，崔氏给添了一个儿子，李秀宁和芸娘的肚皮又鼓了起来。
不过绿衣这丫头却依然没有动静，林峰在她身上花的功夫还真不少，可就是干重种子不发芽啊！绿衣没少被李秀宁和芸娘骂，但是她依然乐呵呵的，真是没心没肺啊！
反倒是林丽云也给林峰添了一个外甥，罗士信有了嫡长子，整天乐呵的找不着南北了。
