李世民伏兵玄武门
之后，李建成、李元吉自东宫北门出发，沿皇宫北墙外侧，经玄武门进入皇宫。由于这时李世民只带了十位随从呆在“屯营”，数十名等待进攻的“北门长上”与平时也无二致。因此，太子、齐王并没有感觉情况有异，而是照惯例通过玄武门，进入到皇宫。
也就在此时，李世民一边派人回秦王府召唤数百勇士，一边带着数十名骑手从玄武门尾随进入皇宫，向俩人发动了攻击。当时，太子、齐王正走到临湖殿。
发现大势不妙，两人的第一反应是向东往通训门方向狂奔逃命。然而，大叫着李建成名字的李世民放出了锋利一箭，让大唐皇太子当场毙命。
与此同时，尉迟敬德带领的七十名“北门长上”（其中一人为常何）纷纷向犹自奔跑的齐王李元吉放出冷箭，将其射落马下。同时，追击中的李世民也不慎被树枝挂落在地。李元吉见状，立即冲到李世民身边，夺过佩弓，便要用弓弦将其活活勒死。危急时刻，尉迟敬德疾呼而至，斥退齐王，并将其射死在了逃往武德殿的途中。
李建成、李元吉被击杀大致地点
之后，李世民立即带领数十名袭击者返回到玄武门，与闻讯赶来的秦王府八百余名勇士汇合（秦王府北门距玄武门约4公里，如果骑马，单程约六分钟）。
在这八百余名勇士之中，便包含骁勇善战的秦叔宝、程咬金等名将。接着，在随同而来的秦王妃长孙氏亲自勉励下，勇士们迅速披上铠甲，全副武装进入了皇宫。独自留在玄武门的张公谨很快便关闭了城门。
这时候，在会议宫殿（极可能是咸池殿）附近负责皇帝警备工作的卫兵也察觉情况不对，进入到临战状态。但从李渊事后对尉迟敬德的问话看，由于事发过于突然，他们都对其前因后果不甚了解，也不明白自己即将要承受多大的武力攻击。
在此局面下，包含尉迟敬德、秦叔宝、程咬金、侯君集、段志玄在内的，于大唐开国战争中令天下敌手闻风丧胆的八百名秦王府勇士及数十名“北门长上”，在李世民亲自指挥下，向皇帝所在宫殿发起了凶猛进攻。如果他们能够攻下这座近在咫尺的堡垒，将能够成为名垂青史的新一朝功臣，光宗耀祖，封妻荫子，享尽荣华富贵。而一旦失败，这帮人将会全部被处以谋逆大罪，身死家灭，株连九族，永世不得超生。
没多久，闻讯而来的两千余东宫、齐王府复仇大军便赶至玄武门下，与负责北门卫戍的“屯营兵”迎头相撞。此时，“屯营兵”的当值总指挥是云麾将军（从三品的荣誉官职，副军级）敬君弘。当时，他不顾左右“保持观望”的劝阻，与中郎将（正师级）吕世衡一起参战，并最终战死。
此二人倒未必参与过玄武门事变密谋。但他们实际已无其他选择。在当时情况下，如果李世民失败，敬君弘将难逃一死。因为玄武门发生如此之多的事情（多达数百名秦王府勇士进入皇宫），敬君弘都没能阻止，已是失职死罪。他除了全力参战，并寄望李世民成功外，别无出路。
随着战局进展，近两倍于对手力量的秦王府军队终于击败了李渊卫队，抓获了大唐皇帝及其核心大臣。这时，全副武装的尉迟敬德进入会议大殿（咸池殿），请李渊把军权移交给李世民，以终结玄武门外太子、齐王军队疯狂的复仇。随后，李渊被用一艘船控制在一片开阔的“海池”湖面上。
《资治通鉴》：上方泛舟海池。世民使尉迟敬德入宿卫，敬德擐甲持矛，直至上所。
《通鉴》原文“上方泛舟海池”中，“方”是将要的意思。也就是说，当时还没有“泛舟海池”。事实上，两军交锋，箭如雨下，李渊没有任何理由要离开宫殿高墙的庇护，跑到开阔的“海池”去避难。这也就能够解释，为什么全副武装的尉迟敬德能够直接走到皇帝面前。
随后，得到圣旨的尉迟敬德立即奔赴玄武门，向东宫、齐王府士兵宣读皇帝的“最新指示”，并出示了李建成、李元吉首级。复仇大军这才绝望散去。（在此之前，大局在握的秦王府军队与东宫、齐王府军队间曾有过短暂战斗）
