武则天执政前期，武氏亲属掌权，唐皇族人人自危，大家心中悲愤惋惜。正好眉州刺史英公李敬业和他弟弟令李敬猷、给事中唐之奇、长安主薄骆宾王、詹事司直杜求仁都因事获罪，李敬业被降职为柳州司马，李敬猷被免官，唐之奇被降职为栝苍令，骆宾王被降职为临海丞，杜求仁被降职为黟县令。杜求仁就是杜正伦的侄子。魏思温曾任御史，再次被罢黜。他们都聚会于扬州，各自因失去官职心怀不满，便阴谋作乱，以挽救恢复庐陵王的帝位为借口。
魏思温充当谋主，指使他的党羽监察御史薛仲璋要求奉命出使江都，然后让雍州人韦超到薛仲璋处报告，说“扬州长史陈敬之阴谋造反”。薛仲璋逮捕陈敬之入狱。数日后，李敬业乘驿车到达，伪称自己是扬州司马前来赴任，说“奉太后密旨，因高州酋长冯子猷谋反，要发兵讨伐。”于是开府库，命扬州士曹参军李宗臣到铸钱工场，驱赶囚徒、工匠发给他们盔甲。将陈敬之在监狱斩首;录事参军孙处行抗拒，也被斩首示众，扬州官吏再没有敢反抗的。于是征发一州的兵马，又使用中宗的年号嗣圣元年。设置三个府署：第一个称为匡复府，第二个叫英公府，第三个叫扬州大都督府。李敬业自称匡复府上将，领扬州大都督。任命唐之奇、杜求仁为左、右长史，李宗臣、薛仲璋为左、右司马，魏思温为军师，骆宾王为记室，十来日便聚集士兵十余万人。
李敬业由骆宾王写了著名的《为李敬业讨武曌檄》，传布檄文到各州县，内容大致说：“僭窃帝位的武氏，本性并不温顺，出身非常贫寒低贱。她从前居于太宗后宫的下列，曾找机会侍奉太宗，得到宠幸，等到太宗晚年，又与太子淫乱。她隐瞒了同先帝的私情，暗地里谋求在后宫的宠幸，终于登上皇后的宝座，使我们的君主陷于形同禽兽的境地。”又说：“武氏杀害姐姐，屠戮哥哥，杀死皇帝，毒死母亲，为人和神所共同憎恨，为天地所不能容忍。”又说：“包藏着祸心，图谋窃取帝位。君王的爱子，被幽禁于别殿;武氏的宗族亲近，都给予重任。”又说：“先帝坟墓上的黄土还未干燥，成年的孤儿现在哪里！”又说：“试看今日国家之内，究竟是谁家的天下！”
武则天看到檄文以后问：“这是谁写的？”有人回答说：“ 骆宾王。”武则天说：“这是宰相的过失。此人有这样的才华，却让他飘泊失意，不得重用！”
李敬业找到一个相貌像已故太子李贤的人，欺骗众人说：“李贤没有死，逃亡在这个城中，他命令我们起兵。”于是侍奉他以号令天下。楚州司马李崇福率领属下三县响应李敬业。只有盱眙人刘行举占据县城，不肯从命，李敬业派他的将领尉迟昭进攻盱眙。太后下诏任命刘行举为游击将军，任命他弟弟刘行实为楚州刺史。
甲申，武则天任命左玉钤卫大将军李孝逸为扬州道大总管，领兵三十万，任命将军李知十、马敬臣为他的副职，讨伐李敬业。
裴炎被杀
由于薛仲璋是裴炎的外甥，裴炎为显示自己安静无事，不急于讨论讨伐李敬业。武则天向他询问对策，他回答说：“皇帝已经年长，不能亲自处理政事，所以小子们找到借口。若太后将政权交还皇帝，则不用讨伐就会自然平定。”监察御史蓝田人崔听到后，进言说：“裴炎受高宗临终托付，大权掌握在自己手里，如果没有不轨的图谋，为什么请太后交还政权？”武则天于是命令左肃政大夫金城人骞味道、侍御史栎阳人鱼承晔审问裴炎，并将他逮捕入狱。裴炎被捕后，言词气概，不肯屈服。有人劝他用恭顺的词语以求免罪，裴炎说：“宰相入狱，哪有能保全的道理！”
凤阁舍人李景谌证明裴炎必定谋反。刘景先和凤阁侍郎义阳人胡元范都说：“裴炎是国家首要大臣，有功于国家，尽心侍奉皇帝，天下的人都知道，我们敢证明他不会谋反。”武则天说：“裴炎谋反是有缘由的，只是你们不知道罢了。”回答说：“如果裴炎算是谋反，则我们也谋反了。”太后说：“朕知道裴炎谋反，知道你们不谋反。”文武官员中证明裴炎不会谋反的人很多，武则天都不听。没有几天连刘景先、胡元范也被捕入狱。丁亥，武则天任命骞味道为检校内史、同凤阁鸾台三品，李景谌为同凤阁鸾台平章事。丙申，裴炎被斩首于洛阳都亭。
妄图王气
魏思温劝李敬业说：“您以恢复皇帝的权力为口号，应当率领大军大张旗鼓地前进，直向东都洛阳，那么天下人知道您以救援天子为志向，四面八方都会响应。”薛仲璋说：“金陵有帝王气象，又有长江天险，足以固守，不如先夺取常、润二州，作为奠定霸业的基础，然后再向北以图夺取中原，这样进可以取胜，退有归宿，这是最好的策略。”魏思温说：“崤山以东豪杰因武氏专制，愤怒惋惜，心中不平，听说您起事，都自动蒸麦饭为干粮，举起锄头为武器，以等待南军的到来。不乘这种形势建立大功，反而退缩，自求建造巢穴，远近的人听到了，哪有不人心离散的！”李敬业不肯接受他的主张，派唐之奇守江都，自己领兵渡过长江，攻打润州。魏思温对杜求仁说：“兵力合在一起则强大，分散则削弱，李敬业不合力渡过淮河，收集山东的兵众以夺取洛阳，失败就在眼前了！”
壬辰，李敬业攻陷润州，抓获刺史李思文，用李宗臣取代他。李思文是李敬业的叔父，知道李敬业的阴谋，事先派遣使者走小道向朝廷报告即将发生的这一叛乱事件，被李敬业进攻后，拒守很长一段时间，力竭而城被攻陷。魏思温请求将他斩首示众，李敬业不同意，对思文说：“叔父阿附于武氏，应改姓武。”润州司马刘延嗣不肯投降，李敬业将要杀死他，魏思温救他，得免于死，和李思文一起被关进狱中。刘延嗣是刘审礼的堂弟。曲阿令河间人尹元贞领兵救润州，打了败仗，被李敬业擒获，李敬业用刀威胁他。不肯屈服而被杀。
丁酉，武则天追削李敬业祖父和父亲的官职封爵，掘墓砍棺，恢复其本姓徐氏。
江南大战
徐敬业听说李孝逸将到，从润州回军抵抗，屯兵高邮境内的下阿溪;派徐敬猷进逼淮阴，别将韦超、尉迟昭屯兵都梁山。
李孝逸进军至临淮，偏将雷仁智与徐敬业交战失利，李孝逸因而畏惧，按兵不动。殿中侍御史魏元忠对李孝逸说：“天下安危，在此一举。天下太平的日子已久，一旦听说疯狂凶暴的人，都全神贯注侧着耳朵等待他们的灭亡。现在大军长久停留不进，远处和近处的百姓失望，万一朝廷另外任命其他将领取代您，您有什么理由可以逃避徘徊观望的罪责呢！”李孝逸这才领军前进。壬寅，马敬臣进击，斩杀尉迟昭于都梁山。
十一月辛亥，武则天任命左鹰扬大将军黑齿常之为江南道大总管，讨伐徐敬业。
韦超拥兵占据都梁山，唐军诸将都说：“韦超凭险要自守，我军士卒无法施展勇力，骑兵无法展足奔驰;而且穷寇死战，强攻，自己的士卒伤亡大，不如分兵围困，大军直指江都，颠覆他们的巢穴。”支度使薛克杨说：“韦超虽然据有险要，但兵不多。现在多留兵围困则前军兵力分散，少留兵则终归是后患，不如先进攻他，只要进攻一定能攻下，攻下都梁山，则淮阴、高邮的敌人都会望风瓦解了！”魏元忠请求先进击徐敬猷，诸将说：“不如先进攻徐敬业，徐敬业一失败，则徐敬猷可不战而擒。若进攻徐敬猷，则徐敬业发兵救他，我们将腹背受敌。”魏元忠说：“不对。敌人的精兵集中在下阿，他们仓卒聚集而来，利在一次决战，万一我军失利，大事便无可挽回！徐敬猷出身于赌徒，不熟习军事，兵力又单薄，军心容易动摇，大军进逼，马上可以攻下。徐敬业虽想救他，从距离计算看根本来不及。我军摧毁徐敬猷，乘胜而进，虽有韩信、白起也不能抵挡。如今不先攻取弱者而急着去攻强者，不是上策。”李孝逸听从他的意见，领兵进击韦超，韦超乘黑夜逃走;进攻徐敬猷，徐敬猷只身逃跑。
叛乱平息
庚申，徐敬业统兵凭借下阿溪固守。后军总管苏孝祥夜里带领五千人，用小般渡过溪水先发起进攻，结果兵败身死，士卒涉水时淹死过半。左豹韬卫果毅渔阳人成三朗被徐敬业俘虏，唐之奇欺骗他的部众说：“这就是李孝逸！”准备斩首，成三朗大喊：“我是果毅成三郎，不是李将军。官军已大批到达，你们覆亡就在眼前。我死后，妻子儿女蒙受荣耀，你们死后，妻子儿女被籍没为奴婢，你们最终不如我。”他终于被斩首。
李孝逸等军相继到达，数次交战失利。李孝逸畏惧，准备撤退，魏元忠与行军管记刘知柔对他说：“现在正是顺风，芦荻干燥，是火攻的好机会。”他们坚决请求决战。徐敬业布阵已久，士卒多疲倦观望，战阵不能整肃;李孝逸进击，乘风纵火，徐敬业大败，斩首七千级，淹死的不计其数。徐敬业等轻装骑马逃入江都，带着妻子儿女投奔润州，准备从海路逃往高丽;李孝逸进兵屯驻江都，分别派遣各将领追击徐敬业。乙丑(十八日)，徐敬业到达海陵地界，被大风所阻止，他的部将王那相砍下徐敬业、徐敬猷和骆宾王的脑袋向官军投降。余常唐之奇、魏思温都被捕获。斩首后，他们的脑袋被送往神都。扬、润、楚三州平定。