最终，仇士良、鱼弘志悍然矫传皇帝诏书，废黜陈王储君之位，破格拥立素来低调、无深厚朝堂根基、便于宦官操控的颍王李瀍（李炎）为皇太弟，全权接管军国大事。
诏命下达当夜，仇士良亲自率领神策禁军，连夜奔赴安置宗室诸王的十六宅，迎请新任皇太弟李炎入宫。一行人直抵大明宫少阳院，将其安置于皇家储君居所。与此同时，朝中文武百官尽数集结于东宫思贤殿，依制朝谒新晋皇太弟李炎，承认其储君身份，朝堂大局已然被宦官强行扭转。
开成五年正月初四（公元840年2月10日），心力耗尽的唐文宗李昂于宫中驾崩，终年三十一岁。皇太弟李炎于文宗灵柩之前，依皇家礼制登基即位，是为唐武宗。正月十四日，武宗在皇宫正殿举行盛大的帝王受册大典，正式执掌大唐皇权，彼时的他，年仅二十七岁，正值壮年。
武宗登基伊始，先行规整皇室礼制，追尊先祖、彰显孝道。因生母韦氏早逝，未曾得封皇后尊号，他下旨追册生母韦氏为宣懿皇太后，为其修建陵寝、配享宗庙，弥补生母生前的尊荣缺憾。同时，武宗下诏将自己的诞辰定为庆阳节，定为大唐法定节庆，岁岁举行庆典，成为定制。
登基次年，朝堂局势逐渐趋于平稳，文武百官感念武宗整肃朝纲、安抚朝野之举，于会昌二年（842年）四月，联合上表，为武宗敬献尊号仁圣文武至神大孝皇帝，以此称颂其登基以来的帝王功绩。
初登帝位的李炎，深知自身由宦官破格拥立，皇权根基不稳，朝堂之内派系林立、暗流汹涌。为彻底杜绝复辟隐患、扫清所有威胁皇权的潜在势力，他在权宦仇士良、鱼弘志的反复劝说与怂恿下，开启了肃清政敌的清算之举。
文宗朝的后宫与宗室政敌尽数被牵连，曾力荐弟弟继位的杨贤妃、原本的正统储君陈王李成美、文宗属意的安王李溶，皆被武宗认定为皇权隐患，先后被下诏赐死。这场清算，彻底根除了文宗一朝遗留的储位纷争余孽，杜绝了宗室复辟的可能，却也造就了晚唐又一场皇室骨肉相残的悲剧。
开成五年（840年）八月，朝廷为唐文宗举行盛大的安葬大典，举国致哀。但权宦仇士良为彻底扫清宦官专权的障碍、彻底掌控宫权，趁国丧朝局混乱之机，擅自动用禁军，将当初奉文宗密诏辅政的两大核心重臣——枢密使刘弘逸、薛季稜诛杀。至此，文宗遗留的文臣辅政集团被彻底铲除，宦官集团暂时独掌宫禁大权，朝堂权力格局暂时失衡。
与优柔寡断、崇文迂腐的唐文宗不同，唐武宗虽自幼长于藩邸，博览经史的学识不及文宗渊博，却极具帝王格局与识人用人之明，眼光独到、知人善任、行事果决，深谙制衡朝堂、驾驭臣下的帝王之道。
就在登基的开成五年（840年）九月，武宗摒弃朝堂派系偏见，破格征召彼时镇守淮南、政绩卓著、刚毅能干的李德裕入朝中枢，接连授予吏部尚书、同中书门下平章事、门下侍郎等核心要职，正式拜其为宰相，全权主持中枢政务。
彼时的大唐，内有宦官干政、党争不断、吏治腐败、民生凋敝之弊，外有藩镇割据、边境异族侵扰的外患，内忧外患交织，社稷疲敝动荡。武宗胸怀革新朝政、革除积弊、重振大唐的雄心，对李德裕极度信任、全权倚重，君臣二人相知相得、同心协力，开启了晚唐著名的会昌中兴。在二人的默契配合下，大唐一步步稳住动荡的国势，化解内外危局，逐步扭转衰败颓势。
会昌元年（841年），武宗着手清算文宗旧臣、规整朝堂派系，曾拥立陈王、与宦官对立的宰相李珏、杨嗣复被双双罢相，贬谪外放。初期的武宗受制于朝堂旧怨与宦官压力，一度震怒下诏，欲将二人处死以绝后患。危急关头，宰相李德裕以社稷为重，不计派系私怨，多次率群臣恳切劝谏，反复陈述杀重臣则寒天下仕子之心、动摇国本的危害。
武宗最终被李德裕的忠直劝谏打动，幡然醒悟，收回处死诏令，赦免了李珏、杨嗣复二人的性命，仅保留贬谪处置，保全了两位重臣。此事过后，权宦仇士良见武宗愈发倚重李德裕、文臣集团权势回升，深知自身独揽大权的局面将被打破，心中惊惧不安。
为夺回朝堂主导权、驱逐李德裕，仇士良暗中煽动禁军士卒，散布谣言，试图挑起兵变，逼迫朝廷罢免宰相、驱逐重臣。面对禁军异动与宦官挑衅，年轻的唐武宗展现出极强的帝王魄力与掌控力，临危不乱，亲自出面震慑禁军、驳斥流言，严明军纪、稳住军心，彻底粉碎了仇士良的兵变阴谋。