为了向狄仁杰证明，武则天甚至让他走到跟前来，张开嘴巴给他看自己长出来的新牙："爱卿你看这是什么"。从现代医学的角度来解释，老年人脱牙之后又"长出新牙"，大部分原因都是牙龈萎缩所致。这并不是新牙齿长了出来，而是原来未脱尽的牙齿残根显露，情况严重的甚至还可能是身体发生癌变的前兆。但古人不懂这些，只会认为这是"返老还童"的表现。身为皇帝，武则天又何尝不想长生不老呢？毕竟一代圣君唐太宗，也追求过长生不老。
武则天都这样说了，狄仁杰非常清楚自己无论如何是赶不走二张兄弟的，便不再进谏。此后狄仁杰开始在暗中布局，将一批忠于李唐的人提拔到重要的位置上来，比如张柬之。神龙元年（705年），82岁高龄的武则天病危，以张柬之为首的忠于李唐的大臣们迎中宗复辟，逼迫武则天交出权力。武则天退位后不久便去世了，二张兄弟也迎来了自己的末日。据《太平广记》载，二张兄弟在宫中集仙殿被杀，其后尸体又在天津桥南被公开枭首。
二张兄弟的倒台也牵连了没有入宫的两个兄弟张昌期、张同休，他们也被一同处死。不仅如此，朝中攀附二张兄弟的官员们也都被贬官流放，二张势力自此被连根拔起。
