武则天得知徐敬业谋反，便与宰相裴炎商量，该如何平定这场叛乱。
裴炎不慌不忙地说：“陛下已经长大成人，到了亲政的时候，但他始终没有临朝的机会，这才给了叛匪以口实。如果太后还政于陛下，臣以为，叛军自然不讨自平。”
其实，裴炎的说法并非没有道理。徐敬业并没有反唐，他打的旗号是“匡复唐室”，如果皇帝回到朝廷，徐敬业岂有不偃旗息鼓、俯首称臣之理？
但武则天并不傻，她暗自冷笑道：“不讨自平？天下哪有不讨自平的反贼！就算出动大军征讨，都还不一定平呢！更何况，就算我把政权还给皇帝，徐敬业也会借口‘还政是假’继续作乱。你裴炎身为宰相，头脑之清醒、政治经验之丰富难道看不出这些道理吗？看来，所谓‘不讨自平’是假，要我下台才是真的。”
于是她当即以谋反罪将裴炎关进大狱，然后紧急调动30万大军应战。而徐敬业的十万叛军本来就是几个文人一时冲动纠集起来的，又没有领兵打仗的经验，因此在强大的军事攻势下，只闹腾了四五十天便烟消云散、一败涂地，徐敬业则在逃往高丽的途中被部下杀死。
在这期间，朝臣们纷纷上书为裴炎求情，大家都不相信裴炎会谋反，因为谁都知道裴炎既是忠臣又是清官。裴炎被捕后照例抄家，却发现堂堂相府居然家徒四壁、一贫如洗，但武则天对此置之不理，毫不犹豫地将裴炎送上了断头台。
那么，既然裴炎是以谋反罪被杀的，那他到底有没有谋反之心呢？
据说裴炎曾与叛乱分子骆宾王私下接触，并与徐敬业有书信来往。骆宾王为了策反裴炎，曾编造民谣“一片火，两片火，绯衣小儿当殿坐”。“绯衣”即裴，“一片火，两片火”即炎，“小儿”即子隆——裴炎的字，“当殿坐”自然就是当皇帝了。而裴炎给徐敬业的回信只有“青鹅”两个字，结果被武则天猜出谜底，是“十二月（青），我自与（鹅）”，也就是说，裴炎将于十二月在朝廷发动政变，与扬州之变里应外合。所以，裴炎的谋反铁证如山、不容狡辩。
不过，裴炎与徐敬业并不是一路人，徐敬业的目的是推翻武氏，自己称王；裴炎的目的则是逼退太后，还政于睿宗。
