Năm Cảnh Long thứ 4 (710), tháng 6, người Định Châu là Lang Ngập tố cáo Vi hậu và Tông Sở Khách nghịch loạn, bị Vi hậu giết chết. Sang tháng 7, Hứa châu tư binh tham quân Yến Lan Khâm lại dâng sớ nói rằng:"Hoàng hậu dâm loạn, can dự quốc chính, Vi tộc cường thịnh; An Lạc công chúa, Võ Diên Tú [31], Tông Sở Khách kết bè đảng làm nguy xã tắc". Đường Trung Tông không nói gì. Khi ra triều, Tông Sở Khách bí mật sai sát thủ giết Lan Khâm đi. Tuy Trung Tông không hỏi đến việc này, nhưng trong lòng rất nghi ngờ. Vi hậu và bè đảng lo sợ vì Trung Tông bắt đầu thay đổi theo hướng bất lợi cho mình. Mã Tần Khách và Dương Vận thông gian với Vi hậu, cũng sợ một ngày nào đó sẽ bị Trung Tông phát giác. Cộng thêm An Lạc công chúa muốn Trung Tông nhanh chóng chết để Vi hậu lâm triều xưng chế, thì mình mới có thể làm Hoàng thái nữ. Họ liên kết, bí mật bỏ độc vào bánh của Trung Tông.

Ngày Nhâm Ngọ (ngày 2), tháng 6 năm Canh Tuất (tức 3 tháng 7 năm 710), Đường Trung Tông Lý Hiển bị trúng độc, chết ở Thần Long điện[32][33][34]. Vi hậu giấu tin không phát tang, đích thân tạm quản lý triều chính. Bên cạnh đó, bà lại triệu tập các phủ binh đóng trong thành Trường An, lên đến 50.000 người. Sau đó, bà dùng các người họ Vi là Phò mã Đô úy Vi Tiệp (韋捷), Vi Quán (韋灌), Vệ Úy khanh Vi Toàn (韋璇), Trường An lệnh Vi Bá (韋播), cùng Lan tướng Cao Tung (高嵩) chờ lệnh. Sau đó, Vi hậu lại mệnh lệnh Trung thư xá nhân Vi Nguyên (韋元) tuần tra khắp 6 phố của kinh sư, mệnh Đại tướng quân kim Nội thị Tiết Tư Giản (薛思简) canh giữ Quân Châu, ngăn ngừa Quân Châu Thứ sử là Tiếu vương Trọng Phúc có hành động. Vi hậu mệnh Lại bộ Thượng thư Trương Gia Phúc (张嘉福), Trung thư Thị lang Sầm Hi (岑羲) cùng Lại bộ Thị lang Thôi Thực (崔并) nhậm "Đồng bình chương sự", thực tế lại cho Vi hậu đại quyền[35].

Vào lúc ấy, Chiêu dung Thượng Quan Uyển Nhi cùng Thái Bình công chúa soạn một đạo chiếu chỉ, mệnh đứa con nhỏ của Trung Tông là Ôn vương Lý Trọng Mậu làm Hoàng đế, tức Đường Thương Đế. Sau khi bàn định ổn thỏa, triều đình mới chính thức phát tang cho Trung Tông ở Thái Cực điện. Ngày 8 tháng 7, Thương Đế đăng cơ, tôn Vi hậu làm Hoàng thái hậu, lâm triều xưng chế, mệnh An Quốc Tương vương Lý Đán phụ chính, đại xá thiên hạ và cải niên hiệu thành Đường Long[36]. Các thành viên trong gia tộc họ Vi cùng Tông Sở Khách, Triệu Lý Ôn, Diệp Tĩnh Năng lại khuyên bà xưng Đế và loại bỏ người em trai của Trung Tông tức Tương vương Lý Đán. Nhưng kế hoạch này bị con trai Lý Đán là Lâm Tri vương Lý Long Cơ phát hiện. Ngay lập tức, Long Cơ liên lạc với Thái Bình công chúa để mưu trừ Vi Thái hậu cùng bè đảng An Lạc công chúa. Thế là Lâm Tri vương Lý Long Cơ, Thái Bình công chúa cùng các đại quan hợp sức với nhau bàn kế hoạch[37]

Ngày Canh Tí (21 tháng 7), tức 13 ngày sau khi Thương Đế đăng cơ, Lâm Tri vương Lý Long Cơ đưa quân tấn công vào cửa Huyền Vũ môn, trước tiên giết Vi Tuyền, Vi Bá là thân tín của Vi Thái hậu, rồi các tướng sĩ Vũ Lâm quân cũng căm ghét việc Vi Thái hậu sát hại Tiên hoàng, bèn cùng nhau hưởng ứng, kéo vào cung. Long Cơ đóng ở ngoài cửa Huyền Vũ, sai các tướng chia nhau tiến vào cung. An Lạc công chúa cùng Võ Diên Tú, Thượng Quan Uyển Nhi đều bị giết. Vi Thái hậu bỏ trốn khỏi cung, nhưng cũng bị một người phi kỵ chém đầu, nộp cho Long Cơ. Sử gọi là [Đường Long chi biến; 唐隆之變][38].

Lâm Tri vương Lý Long Cơ sau đó tôn cha là Tương vương Lý Đán lên ngôi lần thứ hai, rồi đưa thi thể của Vi Thái hậu ra đường để cho dân chúng xem, rồi ra lệnh truy phế mà giáng làm [Thứ nhân; 庶人][39]. Tuy nhiên sau đó, Duệ Tông Lý Đán lại cho chôn cất bà long trọng theo nghi lễ quan nhất phẩm chứ không phải Hoàng hậu. Do Vi hoàng hậu sát hại Đường Trung Tông, triều đình nghị luận rồi quyết định không hợp táng Trung Tông cùng Vi hậu mà hợp táng với người vợ thứ nhất là Triệu thị, người được truy tôn thụy hiệu là [Hòa Tư Hoàng hậu].