Năm 710, Trung Tông băng hà đột ngột, một cái chết mà các sử gia Trung Hoa cho là do Vi hậu cùng An Lạc công chúa Lý Khỏa Nhi chủ mưu gây ra, nhằm để Vi hậu có thể trở thành Nữ hoàng giống như Võ Tắc Thiên, còn Lý Khỏa Nhi có thể trở thành Hoàng thái nữ kế vị. Trong khi đó, mặc dù Vi hậu đưa Trọng Mậu lên làm Hoàng đế, nhưng bà này vẫn nắm quyền hành trong tay trong vai trò của Thái hậu nhiếp chính.

Chưa tới một tháng sau, tin tưởng rằng Vi thái hậu có thể chống lại mình, con trai của Đường Duệ Tông Lý Đán là Lâm Tri vương Lý Long Cơ cùng Thái Bình công chúa đã nổi loạn, giết chết Vi hậu và Lý Khỏa Nhi. Cha của Lý Long Cơ là Lý Đán đã trở thành nhiếp chính cho vị Hoàng đế trẻ nhằm chuẩn bị cho bước tiếp theo là sự thoái vị của Trọng Mậu và sự lên ngôi trở lại của Lý Đán.

Khi các hoạn quan và các phi tần đến gặp vị Hoàng đế trẻ để yêu cầu Lưu U Cầu (劉幽求) soạn thảo một chỉ dụ cho phép Trọng Mậu phong cho mẹ đẻ của mình làm Thái hậu, nhưng Lưu U Cầu đã từ chối và gợi ý rằng hoàng đế nên là Lý Đán, và trong khi Lý Long Cơ công khai nói với Lưu U Cầu là không nên nói thêm gì nữa thì anh trai của Lý Long Cơ là Tống vương Lý Thành Khí cùng Thái Bình công chúa đã thuyết phục Lý Đán nên kế vị. Vài ngày sau, Lý Đán đồng ý và lên ngôi, thay thế cho Trọng Mậu.

Sau đó, Đường Duệ Tông giáng ông xuống làm Ôn vương như cũ.