偏又湊巧，楊國忠騎馬從驛中出來，被二十幾位吐蕃使者攔住，向他陳訴無食，並請示歸途。正在這個時候，禁軍中有人大聲喊叫：“楊國忠與胡虜謀反。”喊聲驚動了楊國忠，他見事不妙，撥馬想走。有位叫張小敬的騎兵飛射一箭，將他射落馬下，布置周密的禁軍追到馬嵬驛的西門內，把他亂刀砍死，割下首級，掛在驛門之外示眾。他的兒子楊暄及韓國夫人也被亂軍殺死。宰相魏方進出麵斥責眾人，也被一刀砍死。同時聞訊而出的另一位宰相韋見素，被擊傷頭部，軍中有人大叫“勿傷韋相公”，韋見素才僥幸免於禍患。張小敬的飛箭和軍中的高喊，提示人們明白，這次兵變事前已做了周密謀劃，並確定了明確的攻擊目標。不過，殺死楊國忠父子，事變才隻是完成了第一步。
玄宗親自告諭軍士，令各歸本隊，並加以慰勞。嘈雜的禁軍隊伍集於驛站之外，仍不散去，不時傳來刀槍的撞擊聲。玄宗發現自己的話失去了威力。這時，陳玄禮出麵奏道：“楊國忠謀反，眾將已把他處決，貴妃尚在左右供奉，請陛下割恩正法。”玄宗見禁軍要挾自己殺死楊貴妃，感到了事態嚴重，便倚仗回身轉入驛內，傾首而立，很久未發一言，神情有些悲愴。他認為：“貴妃常居深宮，安知國忠的反謀？朕若殺她豈不是累及無辜！”高力士見狀，忙上前跪稟：“貴妃確實無罪，但將士們已殺了宰相，貴妃仍在左右，將士豈能自安？請陛下審時度勢，將士心安才能確保陛下平安呀！”玄宗見已無法挽回，無奈之中命高力士傳諭，賜貴妃死，同時與她訣別，願她“善處轉生”，貴妃也揮淚揖別，並叮囑皇上前路保重。就這樣，年僅38歲的楊貴妃被縊殺於驛中之佛堂。死後，尚陳屍於天井之中，請禁軍將士驗明正身。
逼殺楊貴妃，是太子發動馬嵬兵變的又一步驟。但令李亨始料不及的是，陳玄禮身為禁軍首領，在處死貴妃後，帶頭向玄宗表示效忠。在誅楊一事上陳玄禮與李亨意見一致，但是他仍然忠於玄宗。這確保了玄宗的人身安全。因此，太子策劃政變雖然意在奪權，但並沒有像曆史上很多政變一樣危及皇帝，應當說，陳玄禮的政治立場一定程度上影響了馬嵬之變的結局。這也正是陳玄禮日後追隨玄宗入蜀，玄宗不予怪罪，而返長安後卻被李亨勒令致仕的真實原因。
李亨一手策劃馬嵬兵變，誅殺楊氏，矛頭已指向了玄宗。玄宗入蜀不可逆轉，父子分道揚鑣也已勢在必行。李亨不可能再隨父皇一路西行，隻有分兵，另謀發展。所以說：“馬嵬塗地，太子不敢西行。”這一點，他們父子心中都很清楚。
玄宗一路艱阻，到達成都之時，扈從官吏軍士總共1300人，宮女僅24人而已。
與玄宗情況毫無二致，李亨分兵後的境況也極其窘促。舊史中說“太子既北上渡渭，一日百戰”，未必真實，但一路之上，草動風吹，倉皇顛沛，驚魂難定，“太子或過時不得食”，當不是誇張。直到順利抵達朔方軍治所靈武，狼狽不堪的太子李亨一行才得以喘息。
再次離婚太子亨驚魂未定，又一場政治風暴驟然而至。
天寶五載（746）年底，太子之杜良娣（地位低於太子妃的姬妾，秩正三品）的父親杜有鄰惹上了官司，這又是一起政治案件。杜有鄰時任讚善大夫，是太子東宮官屬。告發杜有鄰的不是別人，而是他的另一位女婿、左驍衛兵曹柳積。柳積之妻是杜良娣的姐姐。柳積生性狂疏，喜好功名，善交結豪傑。自淄川（今屬山東）太守裴敦複薦之於北海（治所在今山東濰坊）太守李邕，柳積就與李邕打成一片，成為至交。李邕性喜豪侈，不拘小節，任職期間縱求財貨，馳獵自恣，多次因貪汙被人告發，屢遭貶斥，但才藝出眾，人人望其風采，尤其他擅作碑頌、精於書法，人們往往手持金帛，求取他的書法和文章。
柳積狀告杜有鄰的罪名是“亡稱圖讖，交構東宮，指斥乘輿”，由於案情重大，直接由宰相李林甫負責委派人員審訊。柳積告發嶽父杜有鄰，緣由是他與妻族不協，想陷害妻子的家人，誰知事情被李林甫揪住不放，將李邕、王曾等一批好友都牽扯進去。最後太子也被牽連進來，玄宗立即令京兆府會同禦史台官員審問。案情很快明朗，原來都是柳積搞鬼。但李林甫授意手下指使柳積誣告，先將案情擴大，又引李邕作證，使案情一下子擴大到地方官員，大有廢太子李亨於朝夕之勢。但玄宗仍舊態度謹慎，他對下級官員的告密未加寬貸，因柳積、杜有鄰等與皇室有親戚關係，特予免死，判杖決，貶往嶺南。但杖刑在執行中出入很大，杜有鄰、柳積均在重杖之下喪命，積屍大理寺，妻兒家小流徙遠方。由於牽連出李邕，李林甫特命人奉敕往北海將其決殺，李邕時年已70多歲。
杜有鄰一案使李亨十分不安，他為了表明自己的清白無私，再次將杜良娣拋出來，宣布與她離婚，杜良娣被遷出東宮，廢為庶人。杜氏家人已是死的死，流放的流放，境遇十分淒慘。