武宗灭佛，主要是因为道士赵归真等得到信任，宣扬佛道不能并存。武宗也认为佛僧的存在影响了他修炼成仙，当时的道士还散布舆论说：“李氏十八子，昌运方尽，便有黑衣天子理国。”他们解释说：“黑衣者，僧人也。”就是说僧侣将取代李唐国统。这样的情况下，武十二生肖陶俑宗灭佛就理所当然了。
据说，为了维护道教，天下不准使用独脚车，这是因为独脚车会碾破道中心，会引起道士心不安。为了防止黑气上升，以防止“黑衣天子”出世，武宗还禁止民间豢养黑色的猪、黑狗、黑驴、黑牛等。这些说法未必可信，但是反映了武宗大举灭佛时的心理状态。
从会昌二年（842）十月起，武宗下令凡违反佛教戒律的僧侣必须还俗，并没收其财产。这期间有个僧人自称能够做“剑轮”并能打败敌军，武宗准许他试做，结果不能做成，就把他杀了。
此后，武宗陆续下令限制佛寺的僧侣人数，不得私自剃度，限制僧侣蓄养奴婢的数量，很多寺院被拆毁，大量的僧侣被强迫还俗。会昌四年（844）二月，武宗降旨“不许供养佛牙”，同时规定：代州五台山及泗州普光寺、终南山五台寺、凤翔府法门寺等有佛指骨之处，严禁供养和瞻仰，如有一人送一钱者，背杖二十；若是僧尼在这些地方受一钱施舍者，背杖二十。到会昌五年（845），又开始了更大规模的灭佛。
他下令僧侣40岁以下者全部还俗，不久又规定为50岁以下，很快连50岁以上的如果没有祠部的度牒也要还俗，就连天竺和日本来的求法僧人也被强迫还俗。日本圆仁和尚在他写的《入唐求法巡礼行记》中详细记录了这次“法难”的情况。
根据武宗的旨意，这年秋七月裁并天下佛寺。天下各地上州留寺一所，若是寺院破落不堪，便一律废毁；下州寺院全部拆废。长安和洛阳开始允许保留10寺，每寺僧10人。后来又规定各留两寺，每寺留僧30人。
京师左街留慈恩寺和荐福寺，右街留西明寺和庄严寺。天下各地鎏金伎乐纹八棱银杯拆废寺院和铜像、钟磬，所得金、银、铜一律交付盐铁使铸钱，铁则交付本州铸为农器，还俗僧侣各自放归本籍充作国家的纳税户。如是外国人，送还本处收管。
武宗这次大规模的灭佛，天下一共拆除寺庙4600余所，拆招提、兰若4万余所，僧尼26万余人还俗成为国家的两税户，没收寺院所拥有的膏腴上田数千万顷，没收奴婢为两税户15万人，另外还强制大秦穆护、祆3000余人还俗。武宗灭佛沉重打击了寺院经济，增加了政府的纳税人口，扩大了国家的经济来源。
武宗虽灭佛，自己成仙的愿望却没能实现。他急切地想要得到道士们炼制的仙丹妙药，多次催促。道士赵归真告诉他，有一种仙药只有在吐蕃才能得到，请求前往采制。这实际上是赵归真找机会脱身。
武宗没有放他走，答应派其他人去，还问他求仙到底用什么药，要他开具一个细目。赵归真无计可施，就给武宗开出了一个炼制仙药所需的用药清单：李子衣十斤，桃毛十斤，生鸡膜十斤，龟毛十斤，兔角十斤。这几乎是一个永远无法备齐的单子，武宗居然下令各地求购。
