，东华门率先发难：陈爽率教众伪装成送柴草的夫役，在太监刘金的接应下试图闯入。守门护军察觉异常，双方立刻冲突，教众“抽刀砍杀，护军猝不及防，死伤数人”（《钦定平定教匪纪略》卷一），但最终因人数过少，仅十余人冲入东华门，其余或被杀或溃散。
西华门的进攻则更为猛烈。陈文魁带领的教众在太监杨进忠引导下，顺利冲入宫门，“手持白旗，呼喊‘顺天保民’，直扑内宫”。他们沿甬道冲向隆宗门，沿途砍杀侍卫，甚至登上宫墙，“张弓射箭，矢落养心殿旁”（《啸亭杂录》）。此时，旻宁正在上书房读书，听闻变乱，“急命取鸟铳、腰刀，登养心殿阶下观望”（《清宣宗实录》卷一）。当教众爬上墙头时，旻宁果断举铳射击，击毙两人，暂时遏制了攻势。
隆宗门是进入内廷的关键门户，此时大门已闭。教众情急之下，竟在门栓上砍凿，试图破门而入。如今故宫隆宗门匾额上仍留存的一个箭镞，便是当年激战的物证。关键时刻，清廷侍卫、宗室王公率领的禁军陆续赶到，与教众展开巷战。教众虽勇猛，但缺乏统一指挥，且多为乌合之众，“或持短刀，或握木棍，终不敌禁军火器”，至傍晚时分，西华门冲入的教众基本被歼灭，仅少数逃脱。
九月十六日，正在热河行宫的嘉庆帝接到六百里加急奏报，得知“教匪闯入禁城”，震惊得“手颤笔滞，良久不能言”（《清仁宗实录》卷二百七十三）。他当即中断秋狝，星夜回京，途中颁布《罪己诏》，痛陈“朕躬不德，以致酿成巨变”：
“朕绍承大统，不敢暇逸，十八年于兹。乃今岁九月十五日，大内突有逆匪之变，实汉唐宋明未有之事！……此皆朕之过也。罪在朕躬，无可推诿。”（《嘉庆帝罪己诏》，载《清史稿·仁宗本纪》）
这份罪己诏言辞恳切，承认“吏治败坏，民生困苦”是起义根源，下令“宽免百姓欠赋，严查贪官污吏”。但朝野的震动远未平息：王公大臣们“或惊悸病倒，或闭门不出”，民间则流传着“天理教，闹皇宫，十八子，主神器”的谶语（暗指“李”姓将兴），人心惶惶。
更令清廷难堪的是，起义首领林清竟仍在黄村坐镇，直到九月十七日才被叛徒出卖被捕。审讯中，林清坦然承认“欲杀皇帝，立新君”，并供出宫中内应太监名单。嘉庆帝震怒之下，下令将林清凌迟处死，首级传示各省；涉案太监“皆剥皮实草，悬于宫门”，以儆效尤。
京城的变乱虽已平定，但河南李文成的起义仍在蔓延。早在九月初，李文成因打造兵器泄密被捕，其徒众提前举事，攻破滑县县城，救出李文成，“开仓放粮，旬日聚众数万”，并连克浚县、长垣等地。李文成在滑县建立政权，自称“大明天顺李真主”，设置官职，与清军对峙。
嘉庆帝急调陕甘总督那彦成、提督杨遇春率军镇压。清军采用“围点打援”战术，先肃清外围，再猛攻滑县。滑县城墙坚固，教众“以土袋筑垒，死守不降”（《靖逆记》），战斗持续三个月之久。至十二月，清军挖地道炸塌城墙，攻入城内，李文成突围至辉县司寨，兵败自焚而死。起义军余部坚持至次年正月，最终被清军屠戮殆尽，“滑县一带，尸积如山，血流成河”（《豫军纪略》）。
天理教起义虽历时短暂，却给清王朝带来沉重打击。它暴露了清廷统治的脆弱