Tuy nhiên, Hiếu Trang Đế trong lòng lại không vui trước các chiến thắng này của Nhĩ Chu Vinh, ông cho rằng điều này sẽ làm khiến nguy cơ bị Nhĩ Chu Vinh đoạt ngôi tăng lên. Bên trong hoàng cung, ông cảm thấy áp lực từ sự đố kỵ của Nhĩ Chu Hoàng hậu. Nhĩ Chu Vinh đã gợi ý rằng ông ta muốn được trao cho cửu tích song Hiếu Trang Đế lại vờ như không hiểu, và không trao cửu tích cho Nhĩ Chu Vinh. Thành Dương vương Nguyên Huy (元徽, phu quân của em họ Hiếu Trang Đế), và Lý Úc (李彧, em rể của Hiếu Trang Đế), đều muốn có thêm nhiều quyền lực nên đã thuyết phục Hiếu Trang Đế rằng một ngày nào đó Nhĩ Chu Vinh sẽ đoạt ngôi. Hiếu Trang Đế cũng lo sợ thảm sát Hà Âm sẽ lặp lại, và do đó đã tham gia vào âm mưu.

Đến mùa thu năm 530, Nhĩ Chu Hoàng hậu mang thai, Nhĩ Chu Vinh đã yêu cầu được về kinh để chăm sóc cho con gái. Các cộng sự của Hiếu Trang Đế bị chia rẽ về quan điểm, một số muốn ám sát Nhĩ Chu Vinh khi ông ta vào cung, và một số muốn tàn sát những thuộc hạ của gia tộc Nhĩ Chu tại kinh thành và những nơi kháng cự quân sự. Hiếu Trang Đế do dự và ban đầu không có bất kỳ hành động nào. Trong khi đó, Nhĩ Chu Thế Long đã nghe được tin đồn về âm mưu của Hiếu Trang Đế và báo lại cho Nhĩ Chu Vinh, song Nhĩ Chu Vinh không tin rằng Hiếu Vũ Trang dám chống lại mình và do đó đã đến Lạc Dương. Nhiều cư dân tại Lạc Dương đã bỏ trốn vì họ nghĩ rằng sẽ xảy ra chính biến, hoặc là Nhĩ Chu Vinh sẽ đoạt ngôi, hoặc là Hiếu Trang Đế sẽ có hành động chống lại Nhĩ Chu Vinh. Tuy nhiên, khi Nhĩ Chu Vinh vào trong thành, ông đã tiến vào cung với một đội cận vệ rất nhỏ và không có vũ khí, và do vậy Hiếu Trang Đế đã không tính đến việc sẽ hành động. Tuy nhiên, Nguyên Huy lại thuyết phục Hiếu Trang Đế rằng ngay cả khi Nhĩ Chu Vinh không có kế hoạch tiến hành chính biến thì Hoàng đế không nên cho người này tiếp tục được sống.

Hiếu Trang Đế sợ rằng Nguyên Thiên Mục (lúc này đang ở Lạc Dương) sẽ là một mối đe dọa tiềm tàng, và do đó đã cho triệu Nguyên Thiên Mục vào kinh. Trong khi đó, các tin đồn rằng Nhĩ Chu Vinh đang lập kế hoạch bắt giữ Hiếu Trang Đế và dời đô về Tấn Dương đã khiến cho Hiếu Trang Đế càng trở nên sợ hãi và lo lắng. Hiếu Trang Đế nghiên cứu các ghi chép lịch sử về tướng Đổng Trác của nhà Hán, và kết luận rằng thất bại của Vương Doãn sau khi ông ta giết chết Đổng Trác là đã không ân xá cho thuộc hạ của Đổng Trác nên đã khiến họ phải nổi loạn. Do đó, ông lập kế hoạch sẽ giết chết Nhĩ Chu Vinh rồi tuyên bố đại xá. Giả vờ rằng Nhĩ Chu Hoàng hậu đã sinh, ông triệu Nhĩ Chu Vinh và Nguyên Thiên Mục và cung rồi sát hại họ. Con trai của Nhĩ Chu Vinh là Nhĩ Chu Bồ Đề (爾朱菩提) và các thuộc hạ của Nhĩ Chu Vinh cũng bị giết. Dân chúng vui mừng trước tin về cái chết của Nhĩ Chu Vinh, song phu nhân của Nhĩ Chu Vinh là Bắc Hương công chúa[1] và Nhĩ Chu Thế Long đã thoát khỏi được kinh thành, ban đầu họ lập trại ở Hà Âm và biểu dương sức mạnh quân sự của mình.