正德五年八月，张永班师回朝，押着寘鐇及其亲属十八人抵达京师，皇帝在东安门举行献俘与受俘仪式。仪式完毕以后，皇帝设宴慰劳张永，刘瑾、马永成陪坐。待到刘瑾告退，张永向皇帝揭发刘瑾谋反，从袖子里拿出奏疏，列举十七件不法事。已经有些醉意的皇帝问道：这个奴才果然负我？张永回应道：此事不可耽误事机，否则的话奴才粉身碎骨，陛下也无处安身了。马永成在一旁敲边鼓，支持张永。皇帝终于下定决心，逮捕刘瑾。
当天夜间，刘瑾留宿在宫中内值班室，听到外面人声喧哗，喝问：谁！外面应声：皇上有旨。刘瑾披着青色蟒衣出来，立即被士兵捆绑，押往东华门外的菜厂。皇帝念于旧情，不想杀他，只是宣布：刘瑾前往凤阳闲住。鉴于朝野盛传刘瑾贪赃枉法富可敌国，皇帝下令“籍没”—没收其全部财产。
刘瑾的家产令人震惊。王世贞在他的著作中说，刘瑾有黄金1200万两，白银25958万两。《宪章录》、《皇明通纪》沿用了这一说法。《明史纪事本末》大概也是这种说法，具体为：金元宝24万锭（一锭50两），零碎黄金57800两；银元宝500万锭，零碎白银1583600两。夏燮在《明通鉴》中对此作了考证，认为金银数字过于夸张，并不可信：“恐当时传闻如此，未必真有此数。”所以他采用比较含糊的说法：“金银累数百万。”这还不包括无法计算的珍珠、玉器、文物、字画。皇帝最为关注的不是这些财产，而是从他家里查抄的衮衣、玉带、甲仗、弓弩之类的违禁物品，特别是从不离手的扇子内暗藏两把锋利的匕首。皇帝朱厚照勃然大怒，想不到成天在他身边转悠的奴才，竟然挟带凶器，显然心怀叵测，不由得吐出三个字：“奴果反！”—这个奴才果然有反叛之心，下旨把刘瑾关进监狱。
一时间，舆论风起云涌。以谢讷为首的六科给事中，以贺泰为首的十三道御史，联名揭发刘瑾十九条罪状，请求皇帝立即明正典刑。皇帝批准了这一请求，命令三法司（刑部、大理寺、都察院）与锦衣卫会同有关部门官员，在午门外审讯刘瑾。主持审讯的刑部尚书面对昔日的“立地皇帝”，紧张得不敢发声。刘瑾气势汹汹地大声喊道：满朝公卿多出于我的门下，谁敢审问我？审问官们一个个都避开他的凶狠目光，噤若寒蝉。此时，驸马都尉蔡震挺身而出：我是皇亲国戚，不出于你的门下，敢于审问你。蔡震追问他为何私藏兵器？刘瑾辩解，为了保卫皇上。蔡震追问，为何藏在自己家里？刘瑾无言以对。
以“反逆”罪定案后，皇帝下旨：不必覆奏，凌迟处死，三日后割其首级，并把审问笔录与处决图像，向全国公布。
刘瑾罪有应得，死有余辜，然而定为“反逆”罪，似乎有点牵强。野史传闻，他竟有“篡位”的图谋。说得最为活灵活现的，是刘瑾与张綵的密谋。有一天，刘瑾与他的亲信、吏部尚书张綵聊天，竟然痛哭流涕地说：先前，谷大用、张永等人，担心遭到外廷大臣攻击，推我为首。我以身徇天下，摧折大批正人君子，天下怨仇都集中于我，不知道今后下场如何？张綵屏退左右悄声对他说：如今皇上没有儿子，势必册立宗室子弟，如果是一个年长又贤能的人，公公必将受祸，不如援手拥立年幼的弱者，公公可保富贵无忧。刘瑾表示赞赏。过了几天，他突然变卦，对张綵说：不必拥立宗室子弟，我自立为帝。张綵期期以为不可。刘瑾大怒，拿起茶碗向张綵掷去，张綵不敢再劝阻。
刘瑾处死后，张綵作为同谋被捕入狱，却大喊冤枉：“皇天后土，太祖太宗，可鉴其心。”明眼人一看便知，此类“天知地知，你知我知”的事情，随着张綵死于狱中，已经死无对证，其可信度究竟如何是颇值得怀疑的。
主犯虽死，横行政坛五年的流毒，却难以消除。皇帝朱厚照只想除掉一个“反逆”太监，并不想改弦更张。张永也不想打击面过于扩大，以免使自己陷于难堪境地。言官们纷纷上疏弹劾为刘瑾摇旗呐喊的文武大臣，张永拿了奏疏到左顺门，向言官打招呼说：刘瑾专权时，我辈都不敢讲话，何况文武两班官员！如今只追究刘瑾一人之罪，以后不要再写这样的奏疏了。
先前为虎作伥的佞臣，如内阁大学士焦芳、刘宇、曹元，户部尚书刘璣，兵部侍郎陈震等，不过是削职为民了事。相对于张綵瘐死狱中之后，再“磔尸于市”（在街头对尸体千刀万剐），罪大恶极的焦芳父子竟然得以寿终正寝，反差极大，却不足为奇。
刘瑾倒下，张永取而代之，太监专权的局面没有改变。《明通鉴》说得好：“瑾虽诛，而张永用事，政仍在内，魏斌、马永成等擅窃威柄，阁部仍敛手而已。”正德朝的腐败政局并没有根本的变化。