过程
李旦传位
公元712年(延和元年)，太平公主指使一个懂天文历法的人向李旦进言说：“彗星的出现标志着将要除旧布新，再说位于天市垣内的帝座以及心前星均有变化，所主之事乃是皇太子应当登基即位。”李旦说：“将帝位传给有德之人，以避免灾祸，我的决心已定。”太平公主和她的同伙们都极力谏阻，认为这样做不行，李旦说：“中宗皇帝在位时，一群奸佞小人专擅朝政，上天屡次用灾异来表示警告。朕当时请求中宗选择贤明的儿子立为皇帝以避免灾祸，但中宗很不高兴，朕也因此而担忧恐惧以至于几天吃不下饭。朕怎么能够对中宗可以劝他禅位，对自己却不能做到这一点呢!”于是在八月传位李隆基，自己退为太上皇，改元先天。
太平密谋
公元713年(先天二年)，太平公主倚仗太上皇的势力专擅朝政，与李隆基发生尖锐的冲突，朝中七位宰相之中，有五位是出自她的门下，文臣武将之中也有一半以上的人依附她。太平公主与窦怀贞、岑羲、萧至忠、崔湜以及太子少保薛稷、雍州长史新兴王李晋、左羽林大将军常元楷、知右羽林将军事李慈、左金吾将军李钦、中书舍人李猷、右散骑常侍贾膺福、鸿胪寺卿唐和胡僧慧范等一起图谋废掉唐玄宗，此外，太平公主又与宫女元氏合谋，准备在进献给李隆基服用的天麻粉中投毒。李晋是李德良的孙子。常元楷和李慈多次前往太平公主的私宅与她订下作乱的计谋。
隆基决策
王琚对李隆基进言道：“形势已十分紧迫，陛下不可不迅速行动了。”尚书左丞张说从东都洛阳派人给李隆基送来了一把佩刀，意思是请玄宗及早决断，铲除太平公主的势力。荆州长史崔日用入朝奏事，对李隆基说：“太平公主图谋叛逆，是由来已久的事情。当初，陛下在东宫作太子时，在名分上还是臣子，如果那时想铲除太平公主，需要施用计谋。现在陛下已为全国之主，只需颁下一道制书，有哪一个敢于抗命不从?如果犹豫不决，万一奸邪之徒的阴谋得逞，那时候再后悔可就来不及了!”李隆基说：“你说得非常正确，只是朕担心会惊动太上皇。”崔日用又说道：“天子的大孝在于使四海安宁。倘若奸党得志，则社稷宗庙将化为废墟，陛下的孝行又怎么体现出来呢!请陛下首先控制住左右羽林军和左右万骑军，然后再将太平公主及其党羽一网打尽，这样就不会惊动太上皇了。”李隆基认为他说得很对，便任命他为吏部侍郎。
一网打尽
魏知古告发太平公主发动叛乱，指使常元楷、李慈率领羽林军突入武德殿，另派窦怀贞、萧至忠、岑羲等人在南牙举兵响应。李隆基于是与岐王李范、薛王李业、郭元振以及龙武将军王毛仲、殿中少监姜皎、太仆少卿李令问、尚乘奉御王守一、内给事高力士、果毅李守德等人定计率先下手诛除太平公主集团。甲子(初三)，李隆基通过王毛仲调用闲厩中的马匹以及禁兵三百余人，从武德殿进入虔化门，召见常元楷和李慈二人先将他们斩首，在内客省逮捕了贾膺福和李猷并将他们带出，又在朝堂上逮捕了萧至忠和岑羲，下令将上述四人一起斩首。窦怀贞逃入城壕之中自缢而死，唐玄宗下令斩戮他的尸休，并将他的姓改为毒氏。李旦听到事变发生的消息后，登上了承天门的门楼。郭元振上奏李旦说：“皇帝只是奉太上皇诰命诛杀窦怀贞等奸臣逆党，并没有发生什么其他的事。”李隆基也随后来到门楼之上，李旦于是颁发诰命列举窦怀贞等人的罪状，并大赦天下，只是逆臣的亲属党羽不在赦免之列。薛稷被赐死在万年县狱中。
公主自尽
太平公主逃入山寺，直到事发三天以后才出来，被李隆基下诏赐死在她自己的家中，她的儿子以及党羽被处死的达数十人。薛崇简因为平日屡次谏阻其母太平公主而受到责打，所以例外地被免于死刑，李隆基赐他姓李，并准许他留任原职。唐玄宗还下令将太平公主的所有财产没收充公，在抄家时发现公主家中的财物堆积如山，珍宝器玩可以与皇家府库媲美，厩中牧养的羊马、拥有的田地园林和放债应得的利息，几年也没收不完。胡僧慧范也拥有家产达数十万缗。
影响
先天政变后，李隆基终于摆脱了有名无实的尴尬境地，当上了名副其实的真皇帝，最终结束了自中宗朝以来朝局多年混乱的局面。
评价
王夫之：太平公主谋危太子，宋璟、姚元之请令于东都安置，睿宗曰：“朕唯一妹，岂可远置东都。”悲哉其言之乎!自武氏之殄唐宗，惨杀其子而不恤，于是高宗之子姓，上及于兄弟，芟夷向尽，所仅存者三人而已。父闇而不能庇其生，母憯而不难置之死，又继以韦氏、宗楚客之淫凶，睿宗之与公主，其不与中宗同受刃者，幸也。原隰之裒，伊谁相惜，凋残已尽，仅保一人。诗不云乎：将恐将惧，惟吾与汝。”况其在同气之亲乎?故姚、故姚宋之言，社稷之计也;睿宗之尽然伤心，亦讵可决于一旦哉?公主之习于悍戾也，耳习于牝鸡之晨，目习于倾城之哲，贞士且不保其贞，而况妇人?其蔑视宫闱，操废置之权，朝章家法，亦未可遽责以顺者。虽然，岂遂无以处之哉?公主之忌太子也，尚含恶怒而未发。窦怀贞以远州长史遽起不轨之心，导其邪而为之结党，俄而迁侍中矣，同三品矣，为左仆射平章军国重事矣，于是崔湜、萧至忠、岑义竞起比附以取相，李日知、韦安石衰老庸沓而无能正，刘幽求孤立以争而流窜及之。于斯时也，姚、宋位大臣，系物望，得与睿宗之密勿，夫岂不可早声怀贞之恶，以弭湜、羲、至忠之奸?而党援未削，遽欲取睿宗患难倚存之一妹，正国法以摈斥之，睿宗之心戚，而群奸之计得矣。无怀贞、湜、羲、至忠，则公主之恶不足以发，徒远公主，而群奸在位，翟茀方涉蒲州，召命旋还京邸，其必然之势矣。睿宗之不忍于公主者，性之正也，情之不容已也，患难与偕，义之不可忘也。若怀贞辈之于唐，九牛之一毛耳，无德望之系人心，无勋劳之在社稷，流放窜殛，旦命下而夕伏辜，一白简之劳而已。姚、宋何惮而不为乎?卒使睿宗不能保其恩，玄宗不能全其孝，公主不能免于死，群奸恶已盈而始就诛，唐之社稷又岌岌矣，姚、宋不能辞其咎矣。
争议
关于太平公主是否真正策划阴谋造反这一点，一直以来存在着疑问。有一部分的人认为她与李隆基不仅是政敌，已经达到水火不容的地步，不可能没有谋反之心。
但另一部分人则认为，以太平公主在朝中完全占据上风的局势和她多次成功政变的经验，她若当真谋反，不可能如此轻易就被李隆基平定。