四月二十三日辛巳，天子大病初愈。朝廷百官在未央宫集合，恭祝天子龙体安康。王允决定趁此机会行动，令士孙瑞书写诏书交给吕布，吕布怀着诏书，派同郡骑都尉李肃等人带领十多名心腹亲兵，穿上宫廷侍卫的服装，潜伏在宫殿侧门两边。
董卓乘车前往未央宫，参与庆祝皇帝病愈的朝贺，吕布随从护卫。
出门前马受惊，使董卓坠入泥中，董卓回府更衣，其少妻劝其不要进宫，董卓不听。当董卓车队行至北掖门外时，李肃等人持长戟冲出，刺向董卓，董卓朝服内穿铠甲，所以未伤及要害，而李肃刺伤董卓手臂，并将其刺下车来，董卓疾呼：“吕布何在？！”
这时候吕布不慌不忙的掏出准备好的诏书，喊道：“有诏讨贼臣！”
直到此时，董卓才发现吕布背叛了自己，大骂吕布：“庸狗敢如是邪！”
吕布则率众人上前将董卓当场斩杀。太师府主簿田景及仆人上前抱住董卓的尸体，吕布又将他们杀死，杀了这三人之后，在场其他的人都不敢动了。
随后，王允立刻让信使往各政府部门送达赦免诏书。董卓的死讯传出，士兵们都高呼万岁，百姓在路上载歌载舞，很多人把珠宝去换成酒肉来庆祝。接着，皇甫嵩攻打郿坞，将董卓全族男女杀得一干二净。当时天气很热，董卓肥胖的尸体流出脂肪，守尸吏在董卓肚脐中点火，竟然“光明达曙，如是积日”。袁氏家族的门生又将董卓挫骨扬灰。郿坞中珍藏有金二三万斤，银八九万斤，锦绮缋縠纨素奇玩，积如丘山。
自此，王允录尚书事，总朝政，遣使张种抚慰山东。
他因为诛杀董卓有功，飘飘然起来，居功自傲，不把任何人放在眼里。
而董卓死后，李儒下落不明。
王允在如何安排和处理他的旧部时，反复无常，态度极不慎重，而这正是王允最后走向灭亡的最重要和最直接的原因。
加上吕布认为杀董卓他也有功，渐渐与王允闹掰。
当然，他的名声更加狼藉，三姓家奴之名深入人心。
但关中之事未完，董卓余部因为王允反复无常，诸将恐慌，害怕有朝一日屠刀落下，斩向他们。
“诸位将军，不若尝试进兵长安。”
“若成，则入主中枢，掌握天子，号令天下；若败，届时再离开不迟。”
贾诩建议反攻长安，李傕深以为然，又对诸将说道：“朝廷不肯赦免，我们当被处死，那还不如与他们拼死一战。如果攻打长安，事成则可以得到天下；不成，则抢夺三辅的妇女财物，西行陇上，回到故乡作贼，起码还能多活几年。”
诸将赞同李傕的方案，于是共结盟，率领数千兵马，西攻长安。
王允听说李傕起兵后，令凉州大人胡轸、杨整修前往东边劝解，两人表面前去，实际却召兵而回。
又派董卓旧部将领徐荣与胡轸在新丰迎击李傕、郭汜。结果徐荣战死，胡轸率众投降。李傕沿途收集部队，到达长安时已有十多万人，又与董卓的旧部樊稠、李蒙等人会合，一同攻打长安，围城八日。
六月一日，吕布军中的蜀兵反叛，引李傕军入城，汉军崩溃，吕布战败出逃，在青锁门停住，招呼王允一同逃走。王允断然拒绝，对吕布说：“如果天子祖先在天有灵，能赐福社稷，保佑我们的国家平安无事，我就心满意足了。如果这一愿不能实现，我愿意献出自己的生命，以死来报效朝廷。皇上年纪幼小，少不更事，只能靠我们来辅助他。国家遭受如此灾难，如果弃下皇上，只顾自己逃命，我实在是不忍心。请你出城以后，多多鼓励关东豪杰，要常常念及皇上！”
说完，便扶着汉献帝逃到宣平城楼。
王允问李傕等人：“臣子不能作威作福，你们却纵兵胡为，是想要干什么？”
李傕回答：“董卓忠于陛下，而无故被吕布杀害。臣等为董卓报仇，不敢作逆。等事情结束后，我们自会前往廷尉处受罚。”
刘协惧西凉兵，于是大赦天下，拜李傕为扬武将军，郭汜为扬烈将军，樊稠等人皆为中郎将。
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