会昌五年（845）二月二十一日，唐武宗命鸣景阳钟，擂龙凤鼓，召文武百官上朝，其令殿值官宣读赵归真的奏本，中有：“佛生西戎，教说不生，不生者只是死也，化人令归涅，涅者死也，盛谈无常苦空，殊是妖怪，未涉无为长生之理。”宣读完毕，唐武宗问：“宰相以为如何？”李德裕出班奏道：“臣镇浙西时，曾在文宗朝危局日甚为忧。时朝廷户籍为二百一十万人，因其时户籍久未整顿，其户口数未必确实，然僧尼却达二十六万余人，却是确数。每座寺院都占有几百、几千乃至几万亩土地，几各独成格局经济，且有独立的寺院僧兵，既不向国家纳税，也不服役，俨然为一个个小小的独立王国。文宗也眼见国政日危，百姓日苦，惜其未加整治，此亦是历朝历代之罕见。今陛下志在兴复大业，恐不能容忍寺院经济与国家争民、争税、争土地。”
唐武宗闻言大怒道：“宫中自此禁供佛牙，饬五台、终南及泗州普光王寺、凤翔法门寺等处有佛指亦不许供养。违者如送一钱，脊杖二十，如有僧尼在前处受一钱者，脊杖二十，诸道州县送供养者，捉获脊杖同前数。且准勘责彼处僧无公验者并当打杀，具姓名奏闻。敕令由翰林拟旨，发出。”所谓无公验者，即无朝廷核准发给度牒的僧尼，对此类一律打死。主客郎中韦博以为此举太过残忍，便出奏道：“陛下处事历以宽仁为怀，此事处置似不宜太过。”唐武宗大为震怒，将韦博斥退，出为灵武节度副使。
唐武宗退朝后，赵归真立即赴望仙观称贺，且劝道：“皇上圣明，释氏并非中国之教，蠹耗生灵，尽宜除去。”赵归真是想通过灭佛，使自己固宠，但他全然不顾有朝一日，其骗术被揭穿，又当如何？但此时已入赵归真迷局之中的唐武宗，却对其深信不疑，在迷途上越走越远。到三月他又发敕命僧尼街里行无犯钟声；出外，须于钟声未动前归。因唐代开市、罢市，都是要敲钟的，晨钟鼓响即可入市，暮钟响起，即罢市。僧尼在晨钟响之前、暮钟响之后，都不得在街市里坊中行走。这种禁令一发出，贾岛“鸟宿池边树，僧敲（推）月下门”的情景，在长安不复存在。
三月，唐武宗下令不许天下寺院置庄园，又令勘检天下寺舍奴婢多少及其财物。接着再次下令拆毁天下山房兰若（寺院）、普通佛堂义井、村邑斋堂。凡二百间以下僧舍寺院的僧尼全部勒命还俗。仅这个月，长安城就拆毁佛堂三百舍所，天下拆毁无数。与此同时，天下尊胜原存的石幢、僧墓塔，均被拆毁。其被毁寺院的佛经、佛像，命送入大寺院；其中的钟磬，命地方上送入道观。其被拆寺院之僧尼，不论老少，令其全部还俗，由地方上递相交接，押还原籍。月末，朝廷又下令，不许天下寺院置田庄，又令各地勘检所毁寺舍、奴婢及所得财物各多少。自四月一日起，凡年龄在四十岁以下的僧尼，全部勒令还俗，递归本籍。至十五日止，每天有三百人还俗。自四月十六日起，令五十岁以下的僧尼还俗，至五月十四日止。自五月十一日起，命无朝廷颁发度牒者还俗，再往后连持有度牒的僧尼，也令其还俗。凡到唐传教的景教、祆教、摩尼教的教职人员，也令其还俗，其中的外国人，一律遣送回国。
会昌灭佛，并未全灭，长安、洛阳保留一些大寺院，各州均各保留大寺院一所。会昌五年（845）七月，唐武宗下令合并、减少天下寺院，中书门下李德裕等上奏：上州留寺一所，下州寺院全废。上都（长安）、东都（洛阳），各留寺院十所，每寺留僧尼十人。唐武宗便命上都、东都每街留寺院两所，每寺留僧尼三十人。上都左街留慈恩寺、荐福寺，右街留西明寺、庄严寺。中书令李德裕又上奏：请令天下废寺铜像、钟磬（铜），委盐铁使铸钱；凡铁制品委本州铸为农具，做屯垦之器；金银玉石等像，尽付度支。衣冠士庶之家，所有金银铜铁之像，皆交纳官府，违者依禁铜法处分；仅其土木石像等依旧留于寺内。唐武宗准奏，到了七月十五中元节，唐武宗命所有供养佛者，全部到兴唐观，参观道家祭祀天尊的仪式。
同年八月，唐武宗下诏谓：“汉魏之后，传此异俗，以至于耗蠹国风。两京城阙，僧徒日崇，劳人力于土木之功，夺人利为金宝之饰。今天下僧尼不可胜数，皆待农而食，待蚕而衣，寺宇招提，莫知纪极，皆云构藻饰，僭拟宫殿。晋宋齐梁，物力凋察，风俗浇诈，莫不由是而致也。贞观开元，亦尝厘革，除不尽，流衍转滋。朕搏览前言，旁求舆议，弊之，可革，断在不疑。诚惩千古之蠹源，成百王之典法。”同月，又下诏说：“天下共拆寺四千六百余所，拆招提兰若（小寺院）四万余所，还俗僧尼二十六万五百人，收充两税户，收膏腴上田数千万顷，收奴婢为两税户十五万人。”原来，建中元年（780），唐德宗采纳宰相杨炎的建议，用两税法代替租庸调制，是唐朝税赋制度的重大改革，对后代赋税制度产生了深远影响，简言之，就是规定户税与地税都一年两征，夏税不迟于六月，秋税不迟于十一月，因称“两税法”，其纳税人，称“两税户”。会昌灭佛，朝廷对还俗的僧尼和放免的奴婢，给予土地自谋营生，按律收税，故使其成为“两税户”。此举（也包括其他发展经济的措施在内），使唐廷控制的户数，比会昌初年增加一倍多，达四百九十五万余户。
会昌灭佛后，凡被留下的寺院的隶属关系，也由祠部改为主客。祠部是主管朝廷祭祀天地、宗庙的，主客是负责外国朝贡的。这样的变更，意思是朝廷已不再把僧侣视为中国人了。由此，佛教自传入中国后，盛极而衰。宰相李德裕等上《贺废诸寺表》等称贺，表中说：“宋齐梁陈，其教浸盛，好大不经之说，陋乃诗书；因报拔济之谈，隆于仁孝。高祖方欲铲除斯弊……时属宰臣萧废格明诏，以讫于今，遂使土木兴妖，山林增构。耗蠹生灵，浸灭正税，国家大蠹，千有余年。”但此时的唐武宗完全迷于赵归真的“永寿长生术”，复河、湟大计等就都顾不上管了，但由于有李德裕等名相主政，朝廷各部门仍能正常发挥职能作用，国家机器，得以正常运转。但会昌灭佛，也决非一如唐武宗心愿。
僧徒中总有一些武僧，他们被敕命返俗后，多不肯返还原籍，寻求改换门庭，而五台山武僧则相约大批逃奔入幽州，都被节度使张仲武编入军中。李德裕得知后，并未直接行文制止，而是通过邸吏代为传言张仲武谕之曰：“汝趣白本使，五台僧为将必不如幽州将，为卒必不如幽州卒，何为虚取容纳之名，染于人口！独不见刘从谏招聚无算闲人，招纳亡命无益。”张仲武得到邸吏的这种传言后大惧，心想：难道朝廷有人疑我有私欲，招兵买马，要做第二个刘从谏吗？怪只怪我此举失于检点。于是就封两把刀，派使传送幽州关吏，告诉他们：禁止外来游僧进入幽州，违禁入境者以此刀斩之。
张仲武本是个很刚强的人，对于李德裕责他违制招纳五台山僧兵之事，却能悉心改正。但对于唐武宗以赵归真为国师，将国事放在一边，专意修“长生永寿之术”，却极不赞成。可他又认为自己为外臣，对此无力反对。等到唐武宗要急风暴雨式的毁寺灭佛，且要各州雷厉风行，张仲武就更以其为非。再加上张仲武认为，土地兼并主要在两京及江淮一带，对河北来说，这个问题并不突出。所以对于会昌灭佛，他虽不公开反对，却既不拆毁佛寺，也不上奏清查僧尼、放还等事。当时河北四镇是指今北京市、河北省、辽宁省大部和河南、山东古黄河以北地区的幽州、魏博、成德、平卢四镇。四镇中以幽州势力最强，四镇节度使中以张仲武名望最高。本来另三镇节度使认为，各州佛寺乃民脂民膏所建，纵有占有土地过多、僧尼过众等问题，也完全可以通过整顿、规范等手段加以解决，何必一定要拆毁寺院，引得天下汹汹，也因此大失民心！再加上他们本身就是信佛之人，内心自然有抵触情绪。当他们看到幽州并无灭佛举动，其他三州节度使便也不动。
唐武宗见河北四镇并无毁寺及放还僧尼等情况上报，便派敕使分别去河北四镇督催。谁知四镇节度使却异口同词道：“天子自来毁拆焚烧即可矣，臣等不能做此事也。”四敕使回奏，唐武宗大发雷霆之怒，立即召李德裕入宫，要下诏逮捕河北四镇节度使入京治罪。李德裕连忙劝阻说：“陛下息怒，万不可操之过急。今毁寺行动，已引起不小震动，朔方有羌、浑和党项反叛，攻掠北方不止，若此时再使河北四镇引起骚动，后果不堪设想。”唐武宗闻言，大为震惊，忙问：“卿意当如何？”李德裕奏道：“当安河北、讨党项羌，浑部则可派使安抚。另派使诏册黠戛斯可汗，使其助讨党项羌，北方可安。”唐武宗沉吟良久，才说：“以陕虢观察使李拭为册黠戛斯可汗使，诏册黠戛斯可汗为宗英雄武诚明可汗；以夏州节度使米暨为东北遣党项招讨使；以何清朝代李彦佐为灵武节度使，招抚浑部。”
李德裕出宫，内心十分忧虑。因他见原身材魁梧的唐武宗已骨瘦如柴，面色黧黑无血色，两眼黯淡无光，性情更加急躁，处事早已失去冷静之举。知他毒入膏肓，恐不久于人世，惜其至死不悟。李德裕怀着忐忑不安的心情回到中书省，一一处置唐武宗的诏命。这时，令他不快之事，又一一报进中书省。先是，唐武宗诏命大秦、穆护、火祆等三千人还俗，递归本贯充税户，如外国人送还本处收管，然后遣送回国。其中有七十二名女教徒无家可归，竟相约集体自缢而死，京中人人叹息。
僧尼骤然还俗，亟待甄别籍贯遣返回归，这项工作又不是很快就能处理完的。因之大量僧尼集聚长安或洛阳，无人管理，被留下的寺院又不敢收留他们，致使这些人衣食无着、露宿街头，其中有愤而在街头举火自焚者，京城秩序显得十分混乱。而在州、县，许多还俗僧人生计无着，不得不铤而走险，沦为亡命徒。他们或武装组织起来，或入乡村杀人劫物；或避入江、湖，抢劫过往商船，杀人越货。但造成这种混乱局面赵归真固然可恶，但仅凭一个小小道士的赵归真能扭转乾坤吗？李德裕心中的答案十分清楚。这时，已迁为池州刺史的杜牧，派人送来一首诗名《还俗老僧诗》，诗中描绘还俗老僧生计无着，十分窘迫的现状。李德裕立即联想到杜牧《江南春》中“南国四百八十寺，多少楼台烟雨中”的诗句。他知道杜牧诗中大有兴亡之叹，又隐晦讽刺今朝人为造成社会混乱的现实，深深刺痛了他的心。李德裕立即上书唐武宗，将长安无人主领的悲田坊，改为养疾坊，将还俗逗留京中的僧尼收养坊中，从中选一位年长有威望者主持具体管理事项，东都洛阳及各州均照此办理。两京从寺田中划出十顷，大州给七顷，其他州给五顷，作为养疾坊供给田，令收养于其中的还俗僧尼自耕自食。
李德裕另备一道上疏文，名为《请淮南等五道置游奕船状》，奏请唐武宗敕命淮南等各道于辖内，组织巡逻舰队，配备数额不等的将士，于各水路巡逻，专一辑捕、防止还俗僧尼者中为盗、劫盗者。李德裕将两道上疏送入宫中，唐武宗见后大吃一惊，没想到在灭佛中会出现如此多的动乱。他于望仙观中坐卧不宁，口虽不言，心下不由不想到自即位以来，自己辛辛苦苦为平定宇内付出如此多的心血，刚得以平定，却因为灭佛之举不慎，惹出如此多的麻烦。他不免对赵归真的建言开始怀疑起来，但又对他呈现给自己的“长生永寿之术”，却又深信不疑。唐武宗近来明知自己越来越瘦削，常感头晕乏力，毫无胃口。对此，赵归真常用“皇上本是仙根，正在脱胎换骨”之类的话，来坚定他“修炼”的决心。他因白天仍坚持在望仙观进行修炼，遂将日常政事交由李德裕去办，至于复河、湟大计，待自己“脱胎换骨”后，自然不难办到。因此，他接到李德裕两道上疏，立批“照准”，派中使送中书省，交由李德裕去办理。李德裕一面行文两京及各州，一面于长安巡视、督办，不久东京及各道奏疏陆续到京，纷纷禀奏，辖内安定下来了。李德裕刚舒了一口气，一道邸报又让他痛哭不已。
