而且，宴會開到第三天的時候，織田信長還讓明智光秀率軍支援羽柴秀吉，與毛利家的五萬援軍決戰。從這件事來看，織田信長對於明智光秀的信任還在，否則他不會將這樣重要的任務交給明智光秀。隻可惜，織田信長大概不會想到，自己竟會死於心腹光秀的手中。
像這樣的大戰，織田信長作為本家家主，自然要指揮戰事。所以，織田信長命光秀率軍出陣後，自己也率領一百多人，從安土城出發，準備前往指揮決戰。當夜，織田信長下榻於京都本能寺，並召來國手日海和尚和鹿鹽利玄對弈為戲。據說此局下出了罕見的三劫連環無勝負局，觀者皆極其震驚。當天，織田信長的兒子織田信忠也來到本能寺和父親歡宴，宴後他帶著千餘人來到距離本能寺六百米遠的妙覺寺就寢。沒有人知道，陰謀的羅網，已經悄然拉起。
當夜，已有謀反之心的明智光秀回到居城，和手下心腹大將商議，一切準備妥當以後，他率領一萬三千人，分三路將本能寺團團包圍，每一個出口都被數百人負責把守。當大軍逼近時，明智光秀發表了慷慨激昂的演講，並喊出了那句經典的話：“前進，敵在本能寺！”
當大軍實施合圍時，本能寺內織田信長的親信們發覺異常，眾人開始騷亂起來。由於是在京都，織田信長沒有想過外敵入侵，他起初以為是侍衛吵架，於是準備起身斥責，然而還沒等他反應過來，本能寺外的鐵炮已經發射。信長這才明白有人謀反，他命人前去查看謀反的是誰，當來人稟報是光秀以後，信長明白，自己已經無路可走了。
《耶穌會日本年報》中說：“……命令把火繩都點了火，銃都上了扳機，長槍也整備好。部下疑惑這是打算做什麼，有人認為明智受信長的命令，去殺信長的義弟三河之王（指家康）”。
由於光秀的基層士兵根本不知道自己攻擊的是主君織田信長，還以為是要趁機鏟除德川家康，所以他們十分賣力，攻勢凶猛。本能寺內織田信長的護衛們十分忠心悍勇，但奈何寡不敵眾，大多戰死。織田信長身負重傷，見大勢已去後，退入內室，剖腹自盡，並點燃內室。一代梟雄，就這樣亡於熊熊大火當中，屍骨無存。
關於信長的死亡，各種史料記載的比較一致，其中《信長公記》是這樣說的：“信長公取弓放箭，僅僅放了兩三發之後，弓弦崩斷；再以長槍應戰，結果肘部為敵長槍所傷。信長公自知不免，遂命令身旁的女性逃出。此時，禦殿上已經烈火熊熊，難以見到信長公最後的身影，料想他已在禦殿深處自盡。”
織田信長殞命時，他的兒子信忠率領一千五百人前來救援，但被光秀打敗。信忠錯誤的認為光秀蓄謀已久，一定已將將所有要道把持住了，所以他沒有選擇退守堅固的安土城，而是於京都二條城內自殺。
可是信忠不知道的是，這次謀反，對於光秀來說，也是臨時起意。在將織田信長殺死以後，光秀才匆忙寫信給信長曾經的敵對勢力，請求他們的援助。諸多大名此前未得到明智光秀的書信，所以這時紛紛按兵不動，作壁上觀。
結果，前線作戰的豐臣秀吉得知光秀謀反，主君被弑的消息後，立刻和毛利講和，然後率軍東上，與信長家臣聯合，攻打明智光秀。十三日，在山崎之戰中，豐臣秀吉擊敗明智光秀，可明智光秀的屍體也不見蹤跡。據說光秀兵敗以後，被附近村民當視為敗走武士，而被劫殺。
本能寺之變後，整個日本的格局發生了翻天覆地的改變。一代大魔王織田信長死於亂臣賊子，曾經的信長心腹光秀起兵謀反，最終死於非命，豐臣秀吉則繼承了主君的遺產，開啟了屬於他的時代。
至於明智光秀為什麼要謀反，直到如今都沒有一個定論，目前比較主流的說法有君臣不和說，朝廷黑幕說，秀吉黑幕說，家康黑幕說，甚至還有人認為是有人栽贓給明智光秀。可是，真相早已隨著織田信長和明智光秀的死進入地下，這也使得本能寺之變，成了一樁千古奇案。