康有為和譚嗣同等人看了第一份密詔，立刻緊張起來，接著又看第二份，那上麵寫著：“形勢已經大變，康有為等要立即出京。你們要愛惜身體，將來才能為國辦大事，建立功業，也不負我的希望了！”康有為讀完，已經泣不成聲，其他人跟著大哭起來。哭了一會兒，康有為說：“要解救皇上，隻要幹掉榮祿。聽說皇上已召見過袁世凱了，他現在還在北京。”譚嗣同立刻站起來說：“讓我去見他！”
八月初三（公曆9月18日）深夜，譚嗣同單獨到袁世凱在北京的住處去找見了他。兩個人寒暄了幾句之後，就談起了光緒皇帝召見的事。譚嗣同試探著問：“你對皇上的印象怎麼樣？”袁世凱感慨地說：“沒說的，當今皇上是從來沒有過的賢明君主。”譚嗣同不再猶豫了，馬上取出光緒皇帝的密令給袁世凱看，又誠懇地說：“現在皇上大難臨頭，隻有你有能力救他。你既然忠於皇上，就應該竭盡全力搭救。”接著。他抬起手摸了一下脖子，又說：“你如果貪圖富貴，就請到頤和園去向太後告密。把我殺了，你就可以升官發財！”袁世凱站起來，正顏厲色地說：“你把我袁世凱當成什麼人了，我一定會聽從皇上調遣。”
譚嗣同聽了袁世凱信誓旦旦的保證後就回去了，第二天袁世凱便回天津了。他一下火車就去見榮祿，把譚嗣同夜訪的情況一字不漏地告訴了他。榮祿聽得變了臉色，當天就坐專車到北京去頤和園麵見慈禧太後。
慈禧太後馬上動手，把光緒皇帝幽禁在瀛台（今中南海裏）接著，他又命令逮捕那些維新派人士和官員。
事變發生的時候，譚嗣同正和梁啟超在自己的住處商談。有人進來報告說：“大事不好了！皇上已經被太後軟禁起來。朝廷已經下令逮捕康先生，現在正派人四處搜查呢！聽說沒有抓住康先生，就把他的弟弟康廣仁抓走了。”譚嗣同聽了，心裏像刀紮似地難受。他知道，變法已經失敗了，可他毫無慌張的表情，從容地對梁啟超說：“以前我是不怕死的，就讓他們來捉拿吧！”梁啟超說：“那怎麼能行呢？還是逃吧。”譚嗣同回答說：“沒有逃命的人，我們的事業就會中斷；沒有流血犧牲的人，就不能報答皇上對我們的恩情，你快走吧。”
梁啟超於是急忙離開了譚嗣同的住所，後來輾轉去了日本。
梁啟超走後，譚嗣同和他的老師大刀王五準備營救光緒皇帝，無奈宮禁森嚴，囚禁皇上的瀛台更是四處環水，無法接近。隻好無功而返。譚嗣同看到無力挽救光緒皇帝，就決心以身殉國，整天在自己的書齋裏看書，靜候捉拿他的人。這時候，有的朋友勸他說：‘你趕快離開北京還來得及，還是避避風頭，到日本或者南方再說吧！”他父親譚繼詢也寫信勸他快點逃命。譚嗣同毅然拒絕了這一切勸告，他對朋友們說：“各國變法，都是經過流血才成功的。中國還沒有聽說有因為變法而流血的人，這就是國家不能進步昌盛的原因。既然如此，為變法而流血的事，就從我譚嗣同開始吧！”
過了幾天，榮祿派人逮捕了譚嗣同，押入了監牢。譚嗣同在牢房裏從容自若。他看見地上有一個小煤塊，就馬上撿起來，在牆上題了一道詩：
望門投止思張儉，忍死須臾待杜根。我自橫刀向天笑，去留肝膽兩昆侖。
意思是說，雖然死亡等待著我，但能為國家和民族利益而死，我感到自豪。我和康有為先生肝膽相照，都是像昆侖山一樣挺立的人。
八月十三日（公曆9月28日），清朝政府決定殺害譚嗣同和另外五個被捕的人：林旭、楊深秀、劉光第、楊銳、康廣仁。在行刑以前，譚嗣同麵帶微笑，高聲對圍觀的群眾念了他的詩句：
有心殺賊，無力回天；死得其所，快哉快哉！
譚嗣同的死，表現了他大無畏的革命精神，也說明了想依靠朝廷本身改革社會不過是幻想。中國人民要想擺脫侵略，求得國家的富強，就隻能有推翻腐朽的清王朝。