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。儀式完畢以後，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，從袖子裡拿出奏疏，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。皇帝終於下定決心，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。皇帝念於舊情，不想殺他，只是宣佈：劉瑾前往鳳陽閒住。鑒於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，認為金銀數字過於誇張，並不可信：「恐當時傳聞如此，未必真有此數。」所以他採用比較含糊的說法：「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，而是從他家裡查抄的袞衣、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，竟然挾帶凶器，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，輿論風起雲湧。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。皇帝批准了這一請求，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：滿朝公卿多出於我的門下，誰敢審問我？審問官們一個個都避開他的凶狠目光，噤若寒蟬。此時，駙馬都尉蔡震挺身而出：我是皇親國戚，不出於你的門下，敢於審問你。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，為何藏在自己家裡？劉瑾無言以對。

以「反逆」罪定案後，皇帝下旨：不必覆奏，凌遲處死，三日後割其首級，並把審問筆錄與處決圖像，向全國公佈。

劉瑾罪有應得，死有餘辜，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，是劉瑾與張綵的密謀。有一天，劉瑾與他的親信、吏部尚書張綵聊天，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，天下怨仇都集中於我，不知道今後下場如何？張綵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。劉瑾表示讚賞。過了幾天，他突然變卦，對張綵說：不必擁立宗室子弟，我自立為帝。張綵期期以為不可。劉瑾大怒，拿起茶碗向張綵擲去，張綵不敢再勸阻。

劉瑾處死後，張綵作為同謀被捕入獄，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，隨著張綵死於獄中，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，並不想改弦更張。張永也不想打擊面過於擴大，以免使自己陷於難堪境地。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，以後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。相對於張綵瘐死獄中之後，再「磔屍於市」（在街頭對屍體千刀萬剮），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。」正德朝的腐敗政局並沒有根本的變化。