当维新派设法营救载湉的同时，慈禧和荣禄也积极行动起来了。八月五日，袁世凯从北京一回到天津，立即向荣禄告密，全盘交代了谭嗣同夜访的情况。当天荣禄就乘专车赶到北京，同诸多后党官僚一起面见慈禧，会议至夜半方散。八月六日清晨，慈禧怒气冲冲地从颐和园回宫，发动了政变。就在这天黎明，光绪皇帝还到颐和园去请安，慈禧却已由间道入西直门。她带人直达皇帝的住处，把一切文件都搜刮拿走，又把皇帝招来训斥说：“我抚养你二十多年，你竟听小人之言来害我？”光绪皇帝沉默良久，才说出一句话：“我无此意。”慈禧又唾了一口说：“痴儿，今天如果没有我，明天你还能在这儿吗？”慈禧当即传旨说，光绪皇帝生病不能办事，由她“临朝训政”。
就在同一天，慈禧下令逮捕维新人士。康有为已于前一天离开北京到天津，后在英国领事馆的帮助下，脱险来到香港。梁启超在知道大局已定后，逃到日本大使馆，又化装前往天津，在天津去发辫穿上和服，躲过清军搜查，乘日轮逃亡日本。政变发生后，被逮捕的维新人士很多，包括称为“戊戌六君子”的谭嗣同、杨锐、林旭、刘光第、杨深秀、康广仁。谭嗣同本来还有机会逃走，但他坚决不走，静待逮捕。在他被逮前的几天内，还同北京的镖客王五筹划，想把光绪皇帝救出来，但事起仓促，计划落空。