正德五年八月，張永班師回朝，押著寘鐇及其親屬十八人抵達京師，皇帝在東安門舉行獻俘與受俘儀式。儀式完畢以后，皇帝設宴慰勞張永，劉瑾、馬永成陪坐。待到劉瑾告退，張永向皇帝揭發劉瑾謀反，從袖子里拿出奏疏，列舉十七件不法事。已經有些醉意的皇帝問道：這個奴才果然負我？張永回應道：此事不可耽誤事機，否則的話奴才粉身碎骨，陛下也無處安身了。馬永成在一旁敲邊鼓，支持張永。皇帝終于下定決心，逮捕劉瑾。

當天夜間，劉瑾留宿在宮中內值班室，聽到外面人聲喧嘩，喝問：誰！外面應聲：皇上有旨。劉瑾披著青色蟒衣出來，立即被士兵捆綁，押往東華門外的菜廠。皇帝念于舊情，不想殺他，只是宣布：劉瑾前往鳳陽閑住。鑒于朝野盛傳劉瑾貪贓枉法富可敵國，皇帝下令“籍沒”—沒收其全部財產。

劉瑾的家產令人震驚。王世貞在他的著作中說，劉瑾有黃金1200萬兩，白銀25958萬兩。《憲章錄》、《皇明通紀》沿用了這一說法。《明史紀事本末》大概也是這種說法，具體為：金元寶24萬錠(一錠50兩)，零碎黃金57800兩；銀元寶500萬錠，零碎白銀1583600兩。夏燮在《明通鑒》中對此作了考證，認為金銀數字過于夸張，并不可信：“恐當時傳聞如此，未必真有此數。”所以他采用比較含糊的說法：“金銀累數百萬。”這還不包括無法計算的珍珠、玉器、文物、字畫。皇帝最為關注的不是這些財產，而是從他家里查抄的袞衣、玉帶、甲仗、弓弩之類的違禁物品，特別是從不離手的扇子內暗藏兩把鋒利的匕首。皇帝朱厚照勃然大怒，想不到成天在他身邊轉悠的奴才，竟然挾帶兇器，顯然心懷叵測，不由得吐出三個字：“奴果反！”—這個奴才果然有反叛之心，下旨把劉瑾關進監獄。

一時間，輿論風起云涌。以謝訥為首的六科給事中，以賀泰為首的十三道御史，聯名揭發劉瑾十九條罪狀，請求皇帝立即明正典刑。皇帝批準了這一請求，命令三法司(刑部、大理寺、都察院)與錦衣衛會同有關部門官員，在午門外審訊劉瑾。主持審訊的刑部尚書面對昔日的“立地皇帝”，緊張得不敢發聲。劉瑾氣勢洶洶地大聲喊道：滿朝公卿多出于我的門下，誰敢審問我？審問官們一個個都避開他的兇狠目光，噤若寒蟬。此時，駙馬都尉蔡震挺身而出：我是皇親國戚，不出于你的門下，敢于審問你。蔡震追問他為何私藏兵器？劉瑾辯解，為了保衛皇上。蔡震追問，為何藏在自己家里？劉瑾無言以對。

以“反逆”罪定案后，皇帝下旨：不必覆奏，凌遲處死，三日后割其首級，并把審問筆錄與處決圖像，向全國公布。

劉瑾罪有應得，死有余辜，然而定為“反逆”罪，似乎有點牽強。野史傳聞，他竟有“篡位”的圖謀。說得最為活靈活現的，是劉瑾與張彩的密謀。有一天，劉瑾與他的親信、吏部尚書張彩聊天，竟然痛哭流涕地說：先前，谷大用、張永等人，擔心遭到外廷大臣攻擊，推我為首。我以身徇天下，摧折大批正人君子，天下怨仇都集中于我，不知道今后下場如何？張彩屏退左右悄聲對他說：如今皇上沒有兒子，勢必冊立宗室子弟，如果是一個年長又賢能的人，公公必將受禍，不如援手擁立年幼的弱者，公公可保富貴無憂。劉瑾表示贊賞。過了幾天，他突然變卦，對張彩說：不必擁立宗室子弟，我自立為帝。張彩期期以為不可。劉瑾大怒，拿起茶碗向張彩擲去，張彩不敢再勸阻。

劉瑾處死后，張彩作為同謀被捕入獄，卻大喊冤枉：“皇天后土，太祖太宗，可鑒其心。”明眼人一看便知，此類“天知地知，你知我知”的事情，隨著張彩死于獄中，已經死無對證，其可信度究竟如何是頗值得懷疑的。

主犯雖死，橫行政壇五年的流毒，卻難以消除。皇帝朱厚照只想除掉一個“反逆”太監，并不想改弦更張。張永也不想打擊面過于擴大，以免使自己陷于難堪境地。言官們紛紛上疏彈劾為劉瑾搖旗吶喊的文武大臣，張永拿了奏疏到左順門，向言官打招呼說：劉瑾專權時，我輩都不敢講話，何況文武兩班官員！如今只追究劉瑾一人之罪，以后不要再寫這樣的奏疏了。

先前為虎作倀的佞臣，如內閣大學士焦芳、劉宇、曹元，戶部尚書劉璣，兵部侍郎陳震等，不過是削職為民了事。相對于張彩瘐死獄中之后，再“磔尸于市”(在街頭對尸體千刀萬剮)，罪大惡極的焦芳父子竟然得以壽終正寢，反差極大，卻不足為奇。

劉瑾倒下，張永取而代之，太監專權的局面沒有改變。《明通鑒》說得好：“瑾雖誅，而張永用事，政仍在內，魏斌、馬永成等擅竊威柄，閣部仍斂手而已。”正德朝的腐敗政局并沒有根本的變化。