秦王聽罷袁天綱的話，發動政變的心意已決！於是，秦王命令：
“長孫無忌”
“在！”長孫無忌應道。
“房謀杜斷！你馬上暗中去召房玄齡、杜如晦等人來秦王府商議大事。”
“諾！”長孫無忌領命而去。好一會，長孫無忌空手而歸。
秦王急切地問：“長孫無忌，怎麼只有你一人回來，房玄齡、杜如晦他們怎麼沒有跟你一起回來？”
長孫無忌苦笑地說：“他們說：‘聖上下過聖旨：不讓我們再侍奉秦王。如今如果我們私下來拜見大王，會被定犯下死罪，不敢聽奉教命!’”
秦王李世民大怒，厲聲說：“房玄齡、杜如晦難道背叛我嗎？”
秦王解下所佩的寶刀授予尉遲恭說：“你帶著本王的佩刀前往召喚他們，假若他們不來，就砍掉他們的首級回來。”
尉遲恭與長孫無忌一起找房玄齡、杜如晦，共同曉諭他們說:“大王已經下定決心發動政變，你們應當迅速來秦王府共圖謀大事。我們四人，不能成群成群結對進秦王府。”
於是讓房玄齡、杜如晦身著道士服裝，與長孫無忌一起進入秦王府，尉遲恭從其他道路也進入秦王府。
秦王李世民看到房玄齡、杜如晦這兩個智囊來了，大喜！於是開始謀劃明日政變計劃。
“房謀杜斷”果然名不虛傳！在這兩個智囊的謀劃下，一個詳細的“玄武門之變”的全套方案。具體方案如下：
政變行動時間：六月初四凌晨。
政變地點及人員分工：
玄武門內：
秦王李世民帶領尉遲恭、張公謹等驍將及七十騎來到玄武門外，讓常何開啟宮門進入，埋伏在玄武門內，誘騙太子李建成、李元吉兩人進玄武門，常何把太子的長林兵與齊王衛對擋在門外，關閉宮門。秦王在玄武門內截殺太子、齊王。
玄武門外：秦王府侯君集、段志玄等人帶領四百衛士，常何帶領玄武門的宿衛部隊五百人，共同負責抵擋太子東宮二千長林兵、齊王府五百衛隊。
太極宮內海池：
六月初四，聖上召來裴寂、蕭瑀、陳叔達等宰相在太極宮內海池來監督秦王與太子、齊王的對質。由秦王府長孫無忌、長孫順德、鄭仁泰等人帶領一百衛士，進入太極宮內海池繳宮內警衛千牛衛的械，劫持聖上、宰相們。
弘義宮：
弘義宮是秦王府的所在地，秦王府裡有秦王李世民及心腹的家眷，秦王留下房玄齡、杜如晦坐鎮，屈突通帶領一百多衛士守護秦王府。
永春門：
秦王府秦叔寶、程咬金、張士貴等人一百餘衛士，負責抵擋北衙禁軍、南衙十二衛來援太極宮。
芳林門：秦王府高士廉、袁天綱帶領十餘個衛士，負責從大理寺監獄裡釋放出來囚徒，帶領囚徒們來援助永春門。
“玄武門之變”的政變方案制定好後，秦王長舒一口氣，說道：
“玄武門之變最關鍵的一環，是負責玄武門守衛常何的態度。常何是本王埋在聖上皇城多年的一顆閒棋冷子，現在要啟動發揮作用了。今晚本王要親自去找常何密談。”
“袁天綱，你曾做常何的幕僚，就隨本王暗中去常何那密談。”秦王吩咐道。
秦王命令袁天綱時，不再稱呼“乾道”，而是直呼其名，實際上心裡已經把他當成了自己人了。
“諾！”袁天綱應道。
於是夜裡，秦王與袁天綱喬裝打扮成北衙禁軍士兵，神不知鬼不覺地進了常何府裡。
常何一見是秦王，驚得上前行禮，秦王馬上制止，三人步入廳堂裡，看廳堂外無人，關起門來密談。秦王指著袁天綱說：
“都是自己人，不必拘謹。”
“明日上午，太子想趁著在昆明池給出徵大軍餞行時謀亂。我將帶著秦王府衛士先行從玄武門進宮，你那時開啟宮門，放我們進去後關閉宮門。等太子與齊王到玄武門，只放他們二人進來，把他們的衛隊擋在宮門外，就大事已成！”
秦王說完，不忘補充一句：“事成之後，本王將與將軍共享富貴！”
秦王緊跟著瞅一下袁天綱，說道：“袁天綱，你看此政變計劃勝算有幾成？”
袁天綱心領神會地說道：“今日太白星在秦的分野出現，是秦王應當擁有天下的徵兆。明日萬事俱備，只欠玄武門這東風了！”
“諾！”常何聽到秦王的承諾，又有自己最信任的袁天綱袁大仙這麼一說，就明白，常何及子孫未來的富貴，就在明日！於是鏗鏘有力地回答。
得到常何的表態後，秦王帶著袁天綱滿意而歸。
六月初四凌晨，秦王府除留下一百衛士守秦王府外，秦王及秦王府六百衛士按預定計劃到位各指定地點，“玄武門之變”正式開始。
太子、齊王這邊也沒閒著。前一天太子接到張婕妤關於聖上要雙方對質的通風報信，就找齊王商議。齊王建議：
“太子殿下，應該率領東宮、齊王府軍隊，假託得了疾病不去覲見，以觀察形勢變化。”
太子說：“主意是好。但是軍隊的佈置防備已經很嚴密了，孤與四郎應當入朝覲見，親自探聽訊息。如果不進宮，怎樣才能洗脫淫亂後宮的嫌疑？”
太子與齊王決定冒險進宮，他們命令東宮翊衛車騎將軍馮立率領東宮長林兵、齊王府副護軍薛萬徹齊王府衛隊二千餘人，跟隨他們一起出發。
地點：玄武門。
太子、齊王帶隊來到玄武門外，常何像往常一樣開啟宮門，太子與齊王兩人進入玄武門之後，常何命令關閉宮門，以皇城慣例不能進入外兵為由，將東宮長林兵與齊王府衛隊擋在宮外。太子李建成、李元吉兩人騎馬進宮往裡走，越往裡走就越察覺宮裡氣氛不對，立即調轉馬頭想返回。
秦王李世民騎馬突然出現到他們面前，喊道：“太子殿下、齊王，別來無恙！”
太子、齊王一見是秦王都大駭！齊王李元吉急忙搭箭張弓向李世民射，但是緊張得再三拉不開弓，秦王李世民眼疾手快，一箭就將太子李建成射倒。
尉遲恭率領七十騎兵這時趕到，向齊王李元吉射箭，把齊王李元吉射墜馬下。
這時，秦王李世民的坐騎突然受到驚嚇奔跑到樹林裡，秦王李世民被被樹枝掛住，墜倒在地不能起來。齊王李元吉急忙趕到，奪過秦王李世民手中的弓，準備用弓弦想把秦王李世民勒死，尉遲恭及時躍馬前來，對齊王李元吉大聲呵斥。齊王李元吉嚇得想跑，尉遲恭追趕上把他射死。
玄武門宮外，東宮翊衛車騎將軍馮立聽到聽到宮內喊殺聲，立刻與齊王府副護軍薛萬徹率領東宮長林兵、齊王府衛隊二千人，對玄武門發動攻擊，試圖衝進去解救太子、齊王。
秦王府侯君集、段志玄等人帶領四百衛士，挺身而出阻止太子黨的人攻進玄武門。
由於太子黨的人數遠超秦王府衛隊，秦王府衛隊漸漸不支，且戰且向玄武門前撤退。正在危急時刻，常何命令屯營將軍敬君弘率領玄武門的宿衛部隊五百人，前去支援秦王府衛隊。
敬君弘出發前，其身邊親隨阻止他說:“現在形勢不可預料，暫且觀察變化再出兵，也不算晚啊。”
敬君弘不聽從，率宿衛部隊大聲疾呼向太子黨的人進攻，結果寡不敵眾戰死。
地點：弘義宮。
齊王府副護軍薛萬徹看玄武門久攻不破，就率領齊王府衛隊五百人分兵去進攻秦王的軟肋秦王府，準備挾持秦王及其心腹們的家屬子女，以交換太子、齊王。
秦王府衛隊僅有一百多衛士，根本就守不住，眼看秦王府就要陷落，秦王府上下都非常恐懼。
正危在旦夕之時，尉遲恭帶兵來救援，他手持李建成、李元吉的首級向東宮、齊王府衛士們出示，東宮、齊王府衛士們看到主子已死後，都知道大勢已去，心無鬥志、紛紛逃散。
薛萬徹逃亡進入終南山。馮立已殺掉敬君弘，對部下們說:“這也足以報答太子矣!”於是，解散軍隊，逃向長安外郊野。
地點：永春門。
聽到皇內出事了訊息，北衙禁軍、南衙十二衛的大批禁軍趕去救援太極宮，秦王府秦叔寶、張士貴等帶領一百餘衛士在永春門外拼命抵擋，於是雙方在永春門外混戰成一團。禁軍中，有支援太子的，有支援秦王的，都紛紛混戰在一起，打得昏天昏地。
地點：芳林門。
秦王府高士廉、袁天綱帶領十餘個衛士，跑到大理寺監獄開啟監獄門，釋放出二三百囚徒，帶領他們來援助永春門。
地點：太極宮內海池。
聖上正在與裴寂、蕭瑀、封德彝、陳叔達等宰相們海池泛舟，秦王府長孫無忌、長孫順德、鄭仁泰等人帶領一百衛士，突然闖入太極宮內海池，迅速繳了千牛衛的械，劫持了聖上、宰相們。
玄武門與弘義宮戰鬥結束後，秦王李世民又派尉遲恭身披鎧甲，手持長矛，氣喘吁吁地跑到聖上面前。
聖上大為震驚，問道:“今天作亂的人是誰呀？你來到這裡做什麼？”
尉遲恭回答說:“秦王因太子、齊王作亂，起兵把他們誅殺了，恐怕驚動陛下，派遣我來護衛。”
聖上大吃一驚地對裴寂等人說:“不料今天竟會有這樣的事，應當怎麼辦？”
裴寂、蕭瑀、封德彝、陳叔達等宰相們見大勢已去，於是紛紛見風使舵紛紛表態說:“李建成、李元吉本來就沒有參與太原首義，對天下沒有建立功勞，疾恨秦王功勞大、聲望重，共同陷害秦王。如今秦王已經討誅殺了他們，秦王功蓋天下，天下歸心，聖上假若讓秦王做太子，把國家大事委託給他，不會再有事端發生了!”
聖上看到事已至此無法挽回，就只好說:“甚好！這也是朕平生所願。”
這時，秦王府衛隊和太子黨徒們交戰還沒有停止，尉遲恭請求聖上下道敕令，命令各軍一併接受秦王的處置，聖上無奈聽從了，派裴矩、宇文士及從東上閣門出來，宣佈聖上的敕令，交戰計程車兵們才停止戰鬥散去，玄武門之變以秦王的險勝而告終。
這時，秦王李世民來太極宮海池覲見聖上。
聖上見到秦王感嘆說:“今日，朕幾乎有了像當年曾母誤聽人說曾參殺人而拋開織布梭逾牆逃走的迷惑。”
秦王李世民跪著伏在聖上胸前，像小孩吮乳一樣，號啕慟哭很久。
六月初七，聖上下詔命立李世民為皇太子。詔書上說:“從今以後，軍隊國家各種事務，無論大小，都委任太子來處理決斷，然後聽聞奏報。”
六月十二日，已是太子的李世民開始權力大洗牌，下太子令：
“蕭瑀為中書令，裴寂為尚書左僕射，封德彝為尚書右僕射，宇文士及為中書左侍郎，原任不變。
任命：長孫無忌為吏部尚書，高士廉為門下省侍中，房玄齡為中書右侍郎，杜如晦為戶部尚書。
任命：秦叔寶為左衛大將軍，程咬金為右衛大將軍，尉遲恭為右侯大將軍，侯君集為左衛將軍，段志玄為驍衛將軍，張公謹為右武侯將軍，常何為右武衛將軍。
從嶲州召回被流放的王珪、韋挺、杜淹，任命為御史大夫。”