武則天聞言臉色驟冷，當場反駁：“呂后是冊封在世呂氏子弟為王，我只是追封早已過世的先祖，存亡殊途，二者豈能一概而論？”
裴炎不肯退讓，持續據理力爭，反覆強調禮制不可僭越，武氏七廟一旦建成，李氏宗室必然人人自危，動搖大唐國本。朝堂之上，二人僵持許久，武則天心中怒火積壓，礙於裴炎顧命宰相的身份，沒有當場降罪，只能做出妥協：暫緩修建七廟，僅在家鄉文水設立武氏五廟，追封五代先祖。
這件事過後，武則天徹底看清，裴炎看似幫自己廢黜中宗，實則從頭到尾都站在李唐皇室一邊，是阻礙自己奪權稱帝最大的絆腳石。昔日並肩廢帝的情誼蕩然無存，武則天內心已經生出除掉裴炎的念頭，只缺一個合適的契機。
沒過多久，第二重衝突接踵而至。武承嗣、武三思屢次向武則天進言，高祖李淵尚存兩位年長皇子——韓王李元嘉、魯王李靈夔，二人輩分尊貴，在宗室、百官之中威望極高，是武氏奪權路上最大阻礙，懇請羅織罪名，將兩位宗室親王誅殺，掃清篡權障礙。
武則天召集宰相商議此事，劉禕之、韋思謙等大臣低頭沉默，生怕得罪武氏，惹來殺身之禍，整個朝堂，依舊只有裴炎一人堅定反對。他逐條列舉李元嘉、李靈夔恪守本分、從無謀逆舉動，直言無故屠戮皇室宗親，會激起天下藩鎮、李氏宗族集體反抗，動搖王朝根基，苦苦勸阻武則天，不可濫殺宗室。
幾番勸諫，依舊沒能打消武則天剷除宗室的心思，可裴炎當眾屢次頂撞，強硬阻攔，讓武則天心中恨意更深。史料記載，此事之後，“太后愈銜怒”，對裴炎的猜忌與怨恨，再也無法掩飾。
裴炎並非察覺不到武后的敵意，他心裡清楚，自己一次次阻攔武氏擴張勢力，早已成為眼中釘，可身為高宗遺命託孤大臣，守護李氏江山是他的本分，不能因為畏懼災禍便明哲保身。他甚至暗中謀劃過一場逼宮計劃：趁武則天前往龍門出遊之時，埋伏親兵，當場挾持太后，逼迫她將全部朝政歸還睿宗李旦。
可惜天不遂人願，計劃敲定後，洛陽連日大雨滂沱，道路泥濘難行，武則天直接取消龍門出行的行程，裴炎周密籌備的逼宮謀劃，還未實施便胎死腹中。此事沒有旁人知曉，卻能看出裴炎此時已經下定決心，要用極端方式收回皇權，阻止武后篡唐。
君臣二人的矛盾徹底擺上檯面，只等一場大亂，點燃最後的導火索，而揚州徐敬業起兵叛亂，恰好給了武則天處置裴炎絕佳的藉口。
光宅元年九月，英國公徐敬業在揚州舉兵造反，打出“匡復廬陵王、復立李唐”的旗號，短短十餘日，聚攏十餘萬叛軍，東南各州震動，是大唐開國以來規模最大的內部叛亂。駱賓王寫下千古傳誦的《為徐敬業討武曌檄》，傳遍天下，痛斥武則天篡權、殘害宗室，一時間朝野人心浮動，洛陽朝堂人人惶恐。
叛亂爆發，武則天緊急召全體宰相入宮，商議平叛對策，詢問百官應當如何處置揚州叛軍。文武大臣紛紛提議火速調集禁軍、派遣大將領兵南下，全力圍剿叛軍，唯有裴炎提出截然不同的解決思路。
面對滿心焦躁的武則天，裴炎從容上前，平靜說出一番徹底斷送自己性命的話：“睿宗皇帝早已成年，卻常年被太后軟禁，無法親自主持朝政，天下百姓、藩鎮官員心中多有不滿，這便是徐敬業起兵造反的根本緣由。倘若太后願意將朝政大權全數歸還陛下，叛軍失去起兵的名義，無需朝廷派兵征討，自會土崩瓦解，叛亂不討自平。”
這番話字字戳中武則天最核心的痛點。她隱忍數十年，臨朝稱制，一步步蠶食皇權，目的便是掌控整個天下，裴炎在舉國動亂的關鍵時刻，當眾逼她放權還政，等同於當眾拆穿她的稱帝野心，拿叛亂要挾自己。
武則天壓抑許久的怒火瞬間爆發，大殿之內氣氛冰冷，所有人屏住呼吸，不敢有絲毫動靜。就在此時，一直揣摩太后心思的監察御史崔詧抓住時機，當即出列彈劾裴炎，字字誅心：“裴炎身負先帝託孤重任，如今國家遭遇叛亂，不思謀劃平叛之策，反倒逼迫太后歸還大權，心中必然暗藏異心，暗中與揚州叛軍勾結謀反！”
一句話直接給裴炎扣上謀逆死罪，武則天順勢而下，當場下旨，將中書令、顧命大臣裴炎打入詔獄，派遣御史大夫騫味道、御史魚承曄嚴加審訊，徹查謀逆罪狀。
訊息傳遍朝堂，百官大為震動，朝野上下無人相信一生清廉、忠於李唐的裴炎會勾結叛軍謀反，大量重臣接連上書，入宮為裴炎求情、擔保。鳳閣侍郎胡元範直言，裴炎是社稷忠臣，一心侍奉皇室，天下人有目共睹，願以全家性命擔保裴炎絕無反心；納言劉齊賢緊隨其後，反覆向武則天陳述裴炎多年功績，懇請太后從輕發落；右衛大將軍程務挺，便是當初隨裴炎入宮廢黜中宗的禁軍統帥，私下密摺上書，羅列裴炎多年忠君事蹟，極力為他申辯。
文武百官數十人輪番勸諫，武則天一概置之不理，態度異常堅決，一口咬定裴炎存有謀逆之心，拒絕釋放。有人前往獄中探望裴炎，勸他向太后低頭認錯，服軟退讓，或許能保全性命。身陷囹圄的裴炎卻毫無求生之意，長嘆一句：“宰相下獄，安有更理！”
身為百官之首、先帝託孤重臣，一旦被扣上謀逆罪名，無論如何辯解，都不可能全身而退。他早已看透武則天必殺自己的決心，索性不再辯解，坦然等候最終審判，始終不肯承認莫須有的謀反罪名。
為坐實裴炎謀反的證據，朝堂之上傳出一則說辭：朝廷截獲裴炎寫給徐敬業的密信，信中僅有“青鵝”二字。武則天當眾拆解二字，向百官定罪：“青，拆開為十二月；鵝（鵝繁體），拆開為我自與。密信意思便是十二月，我親自與叛軍裡應外合，發動兵變。”
所謂“青鵝密信”，後世歷代史學家大多判定是武則天授意捏造的偽證，沒有任何可靠史料佐證信件真實存在，純粹是為誅殺裴炎編造的藉口。更何況裴炎與徐敬業立場完全相悖：徐敬業起兵是為迎回廬陵王李顯，而裴炎一心扶持睿宗李旦還政，二人訴求截然相反，根本不存在聯手謀反的根基。
可彼時武則天大權獨攬，想要定一個宰相死罪，無需確鑿證據，朝堂百官即便心中質疑，也不敢公然反駁太后。
光宅元年十月，洛陽都亭驛大街，重兵封鎖街道，百姓沿街圍觀，裴炎身披囚服，五花大綁，被押赴刑場。臨刑之前，官吏奉旨查抄裴炎全部家產，令人震驚的是，執掌朝政數年、高居侯爵之位的裴炎，家中沒有半點積蓄，田產、宅院寥寥無幾，家中妻兒衣著樸素，清貧如尋常寒門百姓。
一個手握行政大權多年的宰相，清貧至此，足以印證他一生清正廉潔，從未利用職權斂財，這般人物，何來謀逆奪權、貪圖天下的野心？圍觀百姓見狀，無不心生唏噓，暗中為裴炎喊冤。
行刑之前，監斬官詢問裴炎是否留有遺言，裴炎沒有控訴武則天，沒有懊悔自己勸諫的言行，僅僅囑託家中子弟，謹守本分，終生恪守李唐臣子本分，切勿趨附武氏勢力。刀光落下，一代顧命宰相身首分離，血染洛陽長街，訊息傳到各地，舉國譁然。
裴炎被殺之後，當初為他上書申辯的官員盡數遭到清算：胡元範、劉齊賢被流放蠻荒之地，終身不得回京；禁軍大將程務挺駐守邊疆，依舊被武則天遣使斬殺，軍中將士聽聞程務挺冤死，人人心寒。朝堂之上，再也沒有大臣敢公然阻攔武氏擴張勢力，武則天掃清最大阻礙，稱帝之路再無強力制衡。
裴炎死後二十餘年，朝堂評價兩極分化，爭議持續不休。武周時期，朝廷將裴炎定性為逆臣，載入罪臣名錄；唐中宗李顯復位之後，依舊記恨當年裴炎聯手太后廢黜自己，大赦天下之時，唯獨將裴炎、徐敬業排除在赦免名單之外，不允許後人平反。
直至景雲元年，唐睿宗李旦二次登基，感念當年裴炎一心逼太后還政、保全李氏皇室的忠義，正式下旨為裴炎徹底平反昭雪。朝廷追贈裴炎太尉、益州大都督，賜予諡號“忠”，釋出制書高度褒揚裴炎：“文明之際，王室多虞，保乂朕躬，實著誠節。”官方以“忠”蓋棺定論，認可裴炎畢生守護李唐社稷的本心。
後世史學家分為兩大陣營，對裴炎的評價截然相反，爭議延續千年不曾停歇。
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