天宝十五载（公元756年）五月，玄宗在奔蜀途中，停于马嵬驿，将士饥疲，众皆愤怒，齐诛杨国忠，请杀杨贵妃，玄宗溢杀贵妃。
天宝十五载（公元756年）,杨国忠挑唆唐玄宗强令镇守潼关的哥舒翰迎敌，结果中计大败。
六月初九，潼关失守，哥舒翰急派部下到长安告急，唐玄宗赶紧召见，情急之下，只能派李福德带领监牧兵奔潼关增援。当时烽火台三十里左右一设，每日初夜就点燃报平安的烽火。这天晚上，迟迟不见报平安的烽火，玄宗意识到潼关局势不妙，开始担忧起来。
初十，玄宗召集宰相商讨对策。杨国忠身兼剑南节度使，安禄山起兵叛乱开始，他就授命留守蜀中的剑南节度副使崔圆在四川聚集货物，打算在危急的情况下退回老巢。所以抢先发言的他提出去四川避难，玄宗只好答应了。
十一日，杨国忠召集百官商讨对策。事已至此，大臣谁也拿不出主意来，都沉默不语。杨国忠因大家皆知他与安禄山不和，怕大家责怪他，很是紧张，因此痛哭自辩：“人们向皇上报告安禄山谋反已经有十年了，可是皇上不愿相信，今天发展到这种地步，不是宰相的过失。”将责任全部推在玄宗身上。杨国忠请韩国夫人、虢国夫人出马，再次劝皇帝去蜀地。百官罢朝后走在街上，只见市民们极为恐慌，无目的地四处奔走，一片恐慌混乱景象。
十二日，百官上朝的不及十分之一二。
玄宗来到勤政楼，下诏书说要御驾亲征，大家都不相信。玄宗又任命京兆尹魏方进为御史大夫兼置顿使，京兆少尹灵昌人崔光远为京兆尹、兼西京留守，让将军边令诚掌管宫殿的钥匙。玄宗说剑南节度大使颖王李璬要赴任，让剑南道准备所用物资。当日，玄宗移居大明宫。天黑之后，玄宗让龙武大将军陈玄礼集合禁军，又在闲厩中挑选了骏马九百多匹，外人都不知晓。十三日，天刚发亮，玄宗只与杨贵妃姊妹、皇子、皇妃、公主、皇孙、杨国忠、魏方进、韦见素、陈玄礼及心腹官官、宫人从延秋门出发，在宫外的皇妃、公主及皇孙都弃而不顾，只管自己逃难。杨国忠请求焚烧路过的左藏库，不把钱财留给叛军。玄宗心情凄惨地说：“叛军来了没有钱财，必定会向百姓征收，还不如留给他们，以减轻百姓们的苦难。”这一天，还有百官人朝，宫门口还能听到漏壶滴水之声，仪仗队的卫士整齐地站着，待们打开后，就看见宫人乱哄哄地出逃，宫里宫外一片混杂，都不知道皇上在哪里。于是王公贵族、平民百姓四处逃命，山野小民争着入皇宫及王公贵族的宅第，盗抢金银财宝，有的还骑驴跑倒官殿里。左藏库也被焚烧了。崔光远与边令诚带人赶来救火，又招募人代理府、县长官分别守护，杀了十多个人，形势才稳定下来。边令诚将宫殿各门钥匙献给了安禄山，崔光远也派儿子去见安禄山。
玄宗一行经过便桥后，杨国忠派人纵火烧桥，玄宗说：“百姓官吏都在逃避死难，不能断绝他们的生路！”于是就把内侍监高力土留下，让他把大火扑灭后再来；又让宦官王洛卿打前站，通知沿途郡县做好膳食安排。将近中午，玄宗一行人来到咸阳望贤宫，东距长安有四十里，不料县令与王洛卿都已逃得无影无踪。只好再派官官四下征召，可是没有官吏和百姓响应。已经过响午，却没有搞到一点吃的，大家饥肠牺辗。玄宗让手下人杀死御马，用行宫的木头烧马肉以充,但大家都下不了手。
玄宗奔波了多半日，又饿又累，便坐在一棵大树下休息。想起晚年沦落至此，对比大半生的荣华富贵，不由悲伤不已，想一死了之。幸亏高力士及时察觉到玄宗的变化，他抱着玄宗的双脚，哭着劝说，才使玄宗放弃此念。杨国忠这时从街上买了几个胡饼，藏在袖子里，偷偷给玄宗。天将傍晚，村里的老百姓陆续赶来，玄宗问百姓家里是否有吃的，请他们拿饭菜来。
不一会儿，百姓提篮抬筐，送来了干粮，都是些寻常农户所吃的粗粮，还杂以麦豆之类。人们已经饥不择食，玄宗让禁军将士先吃干粮，然后是六宫及皇孙辈，在虎咽狼吞之下，食物一会儿就没有了，但肚子好像还没全饱。
玄宗厚给送食物百姓报酬，并慰劳百姓。玄宗掩面呜咽，人们见皇上如此狼狈，不禁感慨痛哭起来。有一个叫郭从谨的老人向玄宗进言说：“安禄山想反叛，早已不是一天的事了，也有人到宫阙揭发安禄山阴谋的，可是陛下往往把他们杀了。这才使安禄山阴谋得逞，陛下流离出宫。由此看来，吾王务在察访忠良之士以增加自己的聪明，的确不错。臣还记得宋璟做宰相的时候，屡屡直言进谏，天下靠他才得以太平。但是后来的朝廷大臣不敢直言，人人只知阿诀保位，因此陛下对宫外的事情一无所知。我们处于草野的老百姓早知这种事会发生，但深如大海的深宫让区区百姓之心无法上达。如果事情不是发展到今天这种地步，我们这些做臣民的怎能见到陛下而向您倾诉呢？”唐玄宗听了又羞又悔，连连说：“这都是朕的不明智，现在后悔来不及了。”于是又好言好语地安慰百姓们。
一会儿，主管膳食的官员送上饭菜，玄宗让随从人员先吃，然后他也吃了一些。又叫士兵四下分散到村子里找吃的。吃完了，队伍集合继续前进。半夜的时候，来到长安八十五里外的金城。县令早已不知去向，老百姓也都四散而逃。幸好村子里还有现成的粮食和炊具，士兵们自己动手做饭。随从人员逃走的不少，连玄宗身边的亲信宦官头目内侍监袁思艺也不知什么时候溜走了。由于驿馆没有灯烛，人们只好摸黑找住处，也顾不上长幼贵贱之分，拥挤着睡下。王思礼从渔关赶来，玄宗这才知道大将哥舒翰已被叛军携获，便任命王思礼当河西、陇右节度使，让他收集散率，立即赴镇，准备东讨。
诸杨伏诛十四日，唐玄宗一行来到马鬼驿，随从护驾的禁军将士们走得又累又饥，不禁埋怨起来，平时骄横跋虑的宰相杨国忠惹出了这场大祸，将士们情绪愤怒到极点。
禁军首领陈玄礼多年负责宿卫宫禁，忠心耿耿，很得玄宗信任。有一次，在华清宫的唐玄察想随马去虢国夫人家，陈玄礼劝道：“陛下没有通知臣，不便轻率出游。”玄宗听后果然不去
又一次，玄宗在华清宫突然想要半夜出游，陈玄礼奏说：“宫外是旷野之地，陛下若想夜游，也当有所准备才是。”玄宗因此打消了这个念头。陈玄礼对皇帝忠心耿耿，他痛恨杨国忠祸国民的罪行。
早在安禄山叛乱之初，陈玄礼就通过太子李亨的亲信宦官李辅国密告太子请谋杀杨国忠。本来想在长安城将杨国忠沫杀，但因种种原因没有实现。
这时，太子和陈玄礼认为除杨国忠的时机已经成熟，就由陈玄礼出面对将士说：“如今天下的分崩离析，天子到处奔逃，难道不是由杨国忠苛剥百姓、引得朝野上下怨声载道，才招致了这场大乱吗？如果不杀杨国忠谢罪于天下，天下的愤怒又怎么可能平息呢？”将士们齐声称是，纷纷响应陈玄礼反杨的号召。
事有凑巧，这时有吐蓄使节二十余人拦住杨国忠的马，向他诉说没有吃的，杨国忠还没有来得及回答，士卒们就喊道：“杨国忠与外人要叛乱！”有人用箭射中了杨国忠坐骑的马鞍。杨国忠急忙逃命，逃至马嵬驿西门内，被士兵追上杀死，并且肢解了他的尸体，将头颅挂在矛头上，插在西门外示众，然后将韩国夫人、秦国夫人和杨国忠之子户部侍郎杨暄杀死。御史大夫魏方进说：“你们胆大妄为，竟敢谋害宰相！”士兵们又把他杀了。
听到外面大乱，韦见素忙跑出驿门去察看，乱兵用鞭子将他打得头破血流。众人喊道：“不要伤害了韦相公。”韦见素才免于一死。
将士们团团围住玄宗住处。玄宗听到外面喧哗声，忙派人打听，左右告诉杨国忠谋反，已被杀死。这让玄宗大吃一惊，他立刻冷静下来，挂着拐杖出了驿门，丝毫没有责备将士，反而好言抚慰，令他们收兵归队。不料将士不应，仍站住不动。玄宗让高力士问明情况，陈玄礼回答：“杨国忠谋反，贵妃不宜再待在陛下身边，愿陛下割恩正法。”玄宗听了如五雷轰顶，他强忍悲痛说：“朕自己来处理吧。”说完转身入门。他觉得回宫见贵妃于心不忍，便来到驿门旁一条小巷里，头靠着拐杖，呆呆地站在那里，半天说不出一句话，内心痛苦至极。
宰相韦见素的儿子京兆司录参军韦谔见玄宗不能决定，就走上前劝道：“现在众怒难犯，陛下的安危就在瞬间，愿陛下赶快下决心吧。”边说边叩头，直至流出鲜血。玄宗低头望一眼韦谔，接着长叹一声：“贵妃常居深宫，怎么能知道杨国忠谋反？”高力士忙说：“贵妃的确无罪，但是将士们杀死了杨国忠，而贵妃还在陛下身边，他们怎么敢自安呢？愿陛下仔细想想，将土安则陛下才能安呀。”
玄宗知道自己虽然是皇帝，但想挽回爱妃的生命已是不可能的了，他慢慢走进行宫，为了作最后的离别，与贵妃一起出了厅门。贵妃悲不自胜，呜咽道：“愿陛下多加保重，妄辜负了国恩，死无所恨，只是请求陛下让妾拜完佛再去。”肝肠寸断的玄宗只说了一句：“愿妃子来世投生到一个好地方吧。”便让高力士带贵妃走了。顷刻间，杨贵妃香消玉殖，溢死在佛堂前梨树下，享年仅三十八岁。贵妃刚断气，从南方进献荔枝的快骑就赶到了。玄宗禁不住哀号数声，命高力士赶紧拿荔枝祭献，因为这是贵妃平日最爱吃的。
不一会儿，贵妃遗体被高力士命人用御轿抬到驿庭，召来陈玄礼等人验看。陈玄礼见贵妃确已死亡，这才解胃释甲，向玄宗跪下请罪说：“杨国忠败坏纲纪，种下祸根，使百姓遭映，皇上流离，如果不杀死他，灾难就不会结束。臣等是为国家社稷着想的，请陛下恕臣假借圣旨之罪。”事情到了这步田地，玄宗不得不责罚自己，顺水推舟：“朕用人不当，近来也察觉国忠奸侯，有所觉悟，本来是想到蜀地后再清算他的罪行，现在将士们除了他，正合族的心意，联当重赏将士们。”玄宗命令陈玄礼告诉将士，他们一齐高呼万岁，拜了两次出去。哗变的士兵这才安定下来，整理队伍继续西行。
杨国忠的妻子裴柔与儿子杨唏，號国夫人和她的儿子裴徽逃难到陈仓，但追来的县令薛景仙的士兵将他们都杀了。
唐玄宗事后叫高力土将杨贵妃遗体裹上锦衣，胸前放上香囊锦袋，埋葬在驿馆西面的小山坡下，即“马嵬坡”。
马嵬坡兵变后，玄宗一人流离到巴山蜀水，只有少量护从跟随，太子李亨即位于灵武，将玄宗尊为太上皇。长安收复后，玄宗回到京师，因烦闷生了重病，于宝应元年（公元762年）四月初五崩于神龙殿，享年七十八岁。
