董卓在朝野內外都廣佈親信，用上近似天子的服飾及車駕，呼召三台，尚書以下官員自行繞過朝廷到董卓家中議事，董卓與官員言語間略有不合即被當場殺死，引起朝野不滿。司徒王允設反間計，挑撥董卓大將呂布殺死董卓(在《三國演義》，呂布與董卓關係變得惡劣是因為受到義父王允所命的虛構人物美女貂蟬所挑撥)，結果成功。根據史書記載，董卓身軀肥胖，棄屍後，陳屍示眾;守屍的士兵在董卓肚臍眼中插上燈芯，點燃照明，持續了數天。蘇軾以此事寫了詩《郿塢》嘲笑董卓的下場：「衣中甲厚行何懼，塢裡金多退足憑。畢竟英雄誰得似，臍脂自照不須燈。」董卓餘黨李傕和郭汜帶兵進城，殺死王允，並把持朝廷大權。李傕等人把董卓骨灰合斂一棺殮葬，殮葬當天，大風大雨，雷電劈中其棺木，水流入墓穴，漂浮其棺木。
董卓此時將長安都交付王允管理，王允亦假意奉承。董卓亦因此將王允推心置腹，不作懷疑，王允於是能在此亂局中扶持王室，亦受朝臣倚仗。但王允同時亦秘密地與司隸校尉黃琬、尚書鄭泰等謀誅董卓，於是上表請楊瓚和士孫瑞從武關出兵攻伐袁術，實質是為討伐董卓。但因董卓懷疑不許而令圖謀失敗，王允唯留二人在朝。
初平二年(191年)，董卓到長安，自為太師，賜王允二千食邑。初平三年(192年)，王允與士孫瑞和楊瓚等人再圖謀誅除董卓，於是乘著一次董卓因小事不滿呂布而用手戟向他投擲以及呂布與婢女私通而不自安的機會，離間呂布和董卓，並告知他們的圖謀，終令呂布參與，作為內應。最終，王允乘漢獻帝劉協病癒，董卓入朝拜賀的機會，讓呂布成功刺殺董卓，並誅董卓三族，主簿田景也被殺。當時長安士民都爭相慶祝。