Lý Ôn tuy là con trưởng nhưng không được sự yêu thương của Đường Tuyên Tông. Sau khi vua cha lên ngôi, ông chỉ được bố trí ở Thập lục trạch, nơi ở của các thân vương trong triều đình thay vì được lập làm Hoàng thái tử chính vị Trữ quân và sống tại Đông cung; trong khi đó hoàng đệ của ông là Quỳ vương Lý Tư điện hạ lại nhận được sự sủng ái của vua cha và được sống trong hoàng cung xa hoa, lộng lẫy. Tuyên Tông từng có ý lập Lý Tư làm Trữ quân để kế thừa đại thống, nhưng vì Lý Tư không phải là con đích trưởng nên mới do dự không quyết, cuối cùng thì trong suốt 13 năm tại vị lại không bao giờ lập Thái tử[7].

Những năm cuối đời, Tuyên Tông tin theo chuyện thần tiên ma quỷ và mong được trường sinh bất tử. Năm 858, Tuyên Tông đã cho triệu đạo sĩ Hiên Viên Tập từ núi Phù La về kinh để giúp mình luyện đan. Đến năm 859, do lạm dụng đan dược của bọn đạo sĩ Ngu Tử Chi và Vương Nhạc nên Tuyên Tông trở nên nóng nảy thất thường rồi bị nổi ung nhọt ở lưng. Tháng 8 ÂL bệnh trở nặng, tể tướng và triều thần muốn vào gặp nhưng không được. Biết khó qua khỏi, Tuyên Tông quyết định chọn Lý Tư là hoàng đế kế vị, phó thác cho các đại thần Xa mật sứ Vương Quy Trường, Mã Công Nho, Tuyên Huy nam viện sự Vương Cư Phương... Ba người này bất hòa với hoạn quan Vương Mậu Huyền, người giữ chức Hữu quân Trung úy và cai quản đội quân Thần Sách. Tả trung úy Thần Sách quân Vương Tông Thật bị ba người lập mưu biếm chức đến Hoài Nam[8] làm giám quân. Ngày 7 tháng 9, Tả quân phó sứ Nguyên Thật khuyên Tông Thật nên đến yết kiến Tuyên Tông trước khi rời đi, nhưng khi Tông Thật chưa vào điện thì Tuyên Tông đã băng rồi. Tông Thật nhân đó lật ngược lại thế cờ, giả chiếu chỉ rồi sai Tề Nguyên Giản đón Vận vương Ôn vào cung.

Ngày Nhâm Thìn (9 tháng 9), hoạn quan giả di chiếu lập Lý Ôn làm Hoàng thái tử, đổi tên là Lý Thôi. Vương Quy Trường, Mã Công Nho, Vương Cư Phương bị gán tội rồi bị giết. Ngày Quý Tị (10 tháng 9) cùng năm, triều đình tuyên bố Hoàng đế băng hà, tuyên di chiếu cho Lệnh Hồ Đào nhiếp Trùng tể. Ngày Bính Thân (13 tháng 9) cùng năm, Hoàng thái tử Lý Thôi tức Hoàng đế vị, sách sử gọi là Đường Ý Tông.