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。
在“废佛”的过程中，对其它外来的四教：祅教、摩尼教、景教和回教，也都采取了相应的废除手段。凡国中所有的大秦寺（景教），摩尼寺，一并撤毁；斥逐回纥教徒，多半道死；京城女摩尼七十人，无从栖身，统统自尽；景僧，祅僧二千余人，并放还俗。
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。武宗由于服用所谓的仙丹妙药，身体受到极大损伤。药物作用之下，他开始变得容颜消瘦、性情乖张。赵归真告诉他这是在换骨，是正常情况，所以身边的人规劝他少服丹药，他也不听。对于长生的狂热追求使武宗难以自拔了。会昌六年（846）的新年朝会，由于武宗病重也没有举行。这时候，道士们依然编造鬼话欺骗他。他们告诉武宗，生病是因为皇帝的名字“瀍”从“水”，与唐朝崇尚土德不合。土胜水，“瀍”名被土德所克制，所以不利，应该改名为“炎”，炎从“火”，与土德相合，可以消除灾祸。然而，改名并没有给他带来鸿运，且病情日渐加重，旬日之间口不能言，宰相李德裕等请求觐见，也没有得到允许。会昌六年三月二十三日，即改名之后的12天，宫中就传出了武宗驾崩的消息。他的妃子王氏殉节自缢而死。武宗成为太宗、宪宗、穆宗之后，又一位因为服食仙丹妙药而死的皇帝。
宗灭佛的原因可能有多种。第一可能因为唐武宗本人更加信奉道教，因此打击佛教。此外当时佛教的势力非常强大，唐武宗在他的旨意中说，佛教寺院的规模比皇宫还要大，寺院不纳税，对国家财务是一个重大损失。
有传说认为唐武宗继位後怕有人会另立他的叔叔李忱（即後来的唐宣宗）来威胁他的地位，李忱则逃入佛门，因此唐武宗灭佛是为了让李忱无处可藏。但这个说法可能只是传说，因为历史学家对於李忱是否真的做过和尚仍有争议。
