其時褚太后方在崇德宮佛屋燒香，內侍啟云：「琅琊王有急奏。」褚太后步出佛屋，見琅琊王司馬昱與皇帝司馬奕立在殿前階墀下，神情有異，便問：「小皇叔何事？」
琅琊王司馬昱嘆息一聲，低聲道：「大司馬溫有表章在此，事關重大，請太后定奪。」說著將桓溫奏書呈上。
褚太后居崇德宮，吃齋念佛，早已不理朝政，心知若非驚天大事司馬昱是不會來驚動她的，當即倚戶視奏書數行：「——帝早有痿疾，師從彭城妖人盧竦修習男女合氣術，嬖人相龍、計好、朱靈寶等，參侍內寢，二美人田氏、孟氏生三男，將建儲立王，傾移皇基，百姓詫怪，朝議咸疑，讒說殄行，姦邪亂德，此基業之大患，存亡之所由也——」
褚太后執奏書的手微微發抖，說了一句：「我本自疑此——」
皇帝司馬奕戰戰兢兢問：「太后，是不是大司馬溫想要謀反篡位？」
褚太后悲哀地看著這個即將被廢黜的皇帝司馬奕，司馬奕雖並非她所生，司馬弈與哀皇帝司馬丕的生母是周太妃，這兄弟二人都沒有一國之君的體統，一個服藥求仙，以至於中毒而亡；一個合氣求仙，人倫道喪，現在終於被桓溫找到借口，要廢帝立威——
褚太后沒有理睬皇帝司馬奕，只問琅琊王司馬奕道：「桓大司馬現在何處？」
琅琊王答道：「屯兵於白石。」
褚太后點點頭，說道：「小皇叔要以國家社稷為重，統承皇極，莫為謙辭。」
琅琊王司馬昱跪倒在地，連聲道：「臣昱萬萬不敢，臣昱萬萬不敢。」
褚太后嘆息道：「王室維艱，皇叔不挺身任之，社稷大計，將付於他人乎！」
皇帝司馬奕這時聽明白了，崇德太后這是要廢他改立琅琊王啊，既驚且怒，但在崇德太后的積威下，他是敢怒不敢言，又知這定然是桓溫所謀，直氣得手足冰涼，卻是出不了一聲。
褚太后入顯陽殿，女官侍候筆墨，於桓溫奏章後批複數行，交給琅琊王司馬昱，不覺淚下，說道：「還望皇叔小心化解此危機，莫使晉祚斷絕。」
琅琊王司馬昱辭出崇德宮，命散騎侍郎劉享送皇帝司馬奕回中齋，那意思就是軟禁了。
宿衛中郎將毛安之來報，朱靈寶、計好、相龍已經就擒，妖人盧竦與弟子許龍等逃脫，已派出衛騎追蹤緝拿。
司馬昱召王彪之、謝安、高崧、陳操之等人商議，一面要派人去白石迎桓溫入都，詔依諸葛亮故事，允其帶甲仗百人上殿，一面要商量如何保全皇帝司馬奕的三個幼子，雖說朱靈寶三人穢亂宮廷，但三個皇子也不見得就一定是雜種——
侍中高崧道：「朱靈寶三人死有餘辜，不必審問，即日處死吧。」
王彪之點頭道：「高侍中所言極是，若審問時，那三人胡言亂語起來，有損皇室體面，不利於保全皇帝幼子。」
琅琊王司馬昱即傳令左衛將軍殷康，即於廷獄中縊死朱靈寶、計好、相龍三人，至於盧竦及其黨羽，要加緊追捕。
司馬昱命御史中丞謝安、太子洗馬陳操之前往白石迎接大司馬桓溫入都，十月初一丁未日，桓溫率步騎三千抵達建康城下，駐兵城外，帶三百甲士入城——
己酉日，桓溫在台城太極殿西堂召集百官，廢立之事，曠代所無，不僅百官震慄，就是桓溫自己也是悚動流汗，見於顏色，而且既然要行廢立之事，那麼也需要一定的禮儀，大臣中莫有識其典故者。
謝安對桓溫道：「公阿衡皇家，當倚傍先代。」乃命人取《霍光傳》，禮度儀制，很快就確定下來，謝安朝服當階，神采毅然，不像其他官員那般臉有懼容，朝堂上的文武儀准皆由謝安取定，朝廷上下由此敬服謝安。
尚書僕射王彪之宣崇德太后令，崇德太后的詔令就書於桓溫奏章之後，令曰：「王室維艱，穆哀短祚，國嗣不育，儲宮靡立，琅琊王奕親則母弟，故以入篡大位，不圖德之不建，乃至於斯，錯濁潰亂，動違禮度，有此三孽，莫知誰子，人倫道喪，醜聲遐布，不可以奉守社稷、敬承宗廟，今廢奕為東海王，還其舊第，供衛之儀，皆如漢朝昌邑故事，以丞相、錄尚書事琅琊王昱統承皇極。但未亡人不幸，罹此百憂，感念存沒，心焉如割，社稷大計，義不獲已，臨紙悲塞，如何可言！」
百官皆淚下沾襟，桓溫亦汗濕後背，兢懼不已。
百官入太極前殿，散騎常侍劉享收取廢帝司馬奕的璽綬準備轉獻新君。
廢帝司馬奕披頭散髮，身穿白袔單衣，走出西堂，乘小牛車出神虎門，百官拜辭，莫不流涕。
桓溫心道：「司馬奕只是一個昏君，我廢了他竟也招惹了這麼多眼淚，可見晉祚尚不能絕，我若倉促禪位自立，必致朝臣激烈反對，禍不可測，陳操之以魏武、晉文之事說我，此誠深謀遠慮也。」
桓溫命侍御史、殿中監率衛兵百人送司馬奕歸東海第，又親率百官準備了乘輿和法駕，迎琅琊王司馬昱於琅琊府邸，司馬昱至此也只有當此大任，入朝堂更換服飾，著平巾幘、單衣，向東垂淚，拜受璽綬，是日，即皇帝位，改元咸安。
桓溫居台城中堂，分兵屯衛，以確保建康城穩定，午後，桓溫入太極殿拜見新君司馬昱，桓溫近年來患有痛風之疾，病足，不能疾走，司馬昱詔諭桓溫乘輿入殿，桓溫事先撰辭，準備向新君司馬昱陳述廢帝的本意，是出自一片忠心，沒想到司馬昱見到他只是流淚，泣下數十行，沒完沒了，這樣一來，桓溫不免心有愧疚，竟不能說一句話，只好怏怏出殿，廢帝的感覺似乎沒有想像的那麼愉快——
桓溫乘輿出神武門時，迎面一個黑面長須的中年貴人帶著幾個隨從大步而來，見到桓溫，怒目而視，竟不為禮，掉臂而去。
桓溫認得這是武陵王司馬晞，官居太宰，是晉元帝的第四個兒子，後過繼給武陵王司馬喆為嗣，上午桓溫在朝堂召集百官時，司馬晞就託病不至，這時卻故意在他面前大踏步走過，這簡直是對桓溫的侮辱，桓溫方才因新君司馬昱的眼淚而有些愧疚的心頓時堅硬起來，心道：「我既至建康，雖不謀大舉，卻也要把這些障礙清理掉，這個司馬晞頗有勇力，不好學而好武，有私兵數百，皆剽悍善戰，此人定要除去，就趁此建康君臣人心未穩之際，儘早行事。」
這一夜，建康百姓都是早早關門閉戶，街道上人跡罕至，一片沉寂的建康城隱藏著洶湧的危機，陳操之在顧府與顧憫之相談，顧憫之心裡清楚陳操之定然參與了桓溫廢帝之謀，但事先陳操之未露口風，對此顧憫之也沒有見怪，這種事顧憫之不想浸染過深，對於置身權力中樞邊緣的三吳大族而言，對司馬皇室與當權的桓氏以及南渡門閥之間的矛盾糾葛基本都是持觀望態度，只想保有現有的地位就足夠，既然陳操之想冒險出頭組建北府兵，顧氏也願意給予有限的支持，畢竟陳操之也算是南人士族，若能執掌兵權，對南人士族地位的提升不無裨益——
次日一早，桓溫坐鎮台城尚書省，向王彪之示意欲廢太宰、武陵王司馬晞父子，王彪之道：「武陵親尊，未有顯罪，不可以猜嫌之間便相廢徙，公建立聖明，當崇獎王室，與伊尹、周公同美，廢徙大事，望宜深詳。」
桓溫心意已決，他就是要趁廢帝擁立新君的餘威尚在之時行此事，此時阻力最小，若拖延時日，反會招致嚴重後果，說道：「武陵王晞不能率由王度，修己慎行，而聚納輕剽，苞藏亡命，又息綜矜忍，虐加於人，不預加警誡，將成亂階，王僕射不見梁州司馬勛之亂乎？」
王彪之見桓溫舉司馬勛為例，他無話可說了，梁州刺史司馬勛正在西川作亂，他若幫武陵王司馬晞美言，照桓溫的理論那就等於是為司馬勛張目了。
十月初三，桓溫表武陵王司馬晞諸罪，免去了司馬晞父子太宰、散騎常侍之職，徙新安郡，不得私蓄甲兵，否則以謀逆論處。
桓溫既廢帝立新君，又徙武陵王於新安，威勢顯赫，朝廷更賜錢五千萬、絹二萬匹、布十萬匹，詔桓溫留京師輔政。
桓溫自知建康世家大族不服從他的不在少數，留在建康反而不易行事，在姑孰遙遙威懾是上策，便先歸白石，上書求歸姑孰。
十月初九，桓溫回到了姑孰西府，他按陳操之所謀的第一步廢帝立威大功告成。