政變發生時高祖正在宮內的海池上划船，李世民讓尉遲恭入宮擔任警衛。尉遲恭身披鎧甲，手握長予，徑直來到高祖所在的船上。
高祖大驚，問道：“今日作亂的人是誰？愛卿到此做什麼？”
尉遲恭回答道：“秦王因爲太子和齊王作亂，起兵誅殺了他們。秦王殿下擔心驚動陛下，故派臣擔任警衛。”
高祖對裴寂等人說：“不料今天竟然會出現這種事情，你們認爲應當怎麼辦呢？”
蕭瑀和陳叔達說：“建成與元吉本來就沒有參與舉義兵反抗隋朝的謀略，又沒有爲天下立下功勞。
他們嫉妒秦王功勞大，威望高，便一起策劃奸邪的陰謀。現在，秦王已經聲討並誅殺了他們，秦王功蓋宇宙，天下歸心，陛下如果能夠決定立他爲太子，將國家大事委託於他，就不會再生事端了。”
高祖說：“好！這正是我素來的心願啊。”當時，宿衛軍和秦王府的兵馬與東宮和齊王府的親信交戰還沒有停止，尉遲恭請求高祖頒佈親筆敕令，命令各軍一律接受秦王的處置，高祖聽從了他的建議。
天策府司馬宇文士及從東上閣門出來宣佈敕令，衆人便這樣安定下來了。高祖又讓黃門侍郎裴寂前往東宮開導原李建成麾下的諸將士，將士們便都棄職而散。
於是，高祖召世民前來，撫慰他說：“近些日子以來，我幾乎產生了投杼的疑惑。”世民跪了下來，伏在高祖的胸前，號啕大哭良久。
李建成的兒子安陸王李承道、河東王李承德、武安王李承訓、汝南王李承明、鉅鹿王李承義，李元吉的兒子樑郡王李承業、漁陽王李承鸞、普安王李承獎、江夏王李承裕、義陽王李承度等幼兒都被殘忍殺害，還在宗室的名冊上刪除他們的名字。
傳說李世民恐懼兄弟的鬼魂前來索命，於是派尉遲恭與秦瓊擔任門前守衛，但後來因兩人年老，無法長期擔任，只好轉繪製兩人的畫像掛在門口，成爲後世門神的由來。
原東宮和齊王府的女眷則全部沒入宮中，後來成爲李世民的後宮組成部分，其中較著名的是原來李元吉的妻子楊氏，李元吉死後被李世民納爲妾，但沒有正式封號，宮中呼爲“巢剌王妃”，是長孫皇后去世以後唯一一個生下子女的嬪妃。
這也是李世民爲部分學者所詬病的原因，認爲他霸佔弟媳，有悖倫常。
不過也有學者認爲李唐皇室本就有北方少數民族血統，較中原漢族更爲開放，兄納弟媳很正常，他們的思想中混亂的概念較爲淡薄。
秦王府諸將領準備將李建成和李元吉的一百多名親信全部誅殺，並將他們的家產沒收官府，尉遲恭再三爭辯說：“罪孽都是兩個元兇所犯，而他們已經伏誅了，倘若還要牽連他們的黨羽，就不是謀求安定的做法了！”
於是諸將領停止了追殺。當天，高祖頒佈詔書赦天下，叛逆的罪名只加給李建成和李元吉二人，對其餘的黨羽，一概不加追究。僧人、尼姑和男女道士都應當依照原先頒佈的詔令處理。國家的各項事務，都任憑秦王處置。
武德九年（626年）7月5日，高祖立秦王李世民爲皇太子，又頒佈詔書：“從今天起，軍隊和國家的各項事務，無論大小，全部委託太子處理和決定，然後再報告給朕。”
盡棄前嫌
政變後的第一天，即武德九年六月初五辛酉日（626年7月3日），馮立和謝叔方都自動出來負罪。薛萬徹躲起來以後，李世民多次讓人明示他，於是他也出來了。李世民感慨地說：“這些人都能夠忠於自己所事奉的人，是義士啊”！便赦免了他們。
武德九年（626年）7月10日，高祖任命政變功臣宇文士及爲太子詹事，長孫無忌與杜如晦爲左庶子，高士廉與房玄齡爲右庶子，尉遲恭爲左衛率，程知節爲右衛率，秦王府舊臣虞世南爲中舍人，褚亮爲舍人，姚思廉爲太子洗馬，論及政變的功勞，以長孫無忌和尉遲恭爲第一，分別賜絹一萬匹。
高祖還特別嘉獎尉遲恭，慰勞他說：“愛卿對於國家來說有安定社稷的功勞。”於是把齊王國司的金銀布帛器物全部賞賜給了尉遲恭。
玄武門之變後歸順李世民的魏徵
當初，太子洗馬魏徵經常勸說太子李建成及早除去秦王。建成敗亡後，世民傳召魏徵，問道：“你爲什麼挑撥我們兄弟的關係呢？”
大家都爲魏徵擔驚受怕，魏徵卻舉止如常地回答道：“如果已故的太子早些聽從我的進言，肯定不會有今天的禍事。”
李世民素來器重他的才能，便改變了原來的態度，對他以禮相待，引薦他擔任詹事主薄。李世民還將王圭和韋挺從巂州（治所在今四川西昌）召回，兩人和魏徵一起都擔任了諫議大夫。
任命政變功臣屈突通爲陝東道行臺左僕射，鎮守洛陽。
武德九年（626年）7月31日，以秦王府護軍秦瓊爲左武衛大將軍，又以程知節爲右武衛大將軍，尉遲恭爲右武候大將軍。
武德九年（626年）8月3日，以高士廉爲侍中（相當於宰相），房玄齡爲中書令（亦相當於宰相），蕭瑀爲左僕射（亦相當於宰相），長孫無忌爲吏部尚書，杜如晦爲兵部尚書。
武德九年（626年）8月4日，以宇文士及爲中書令，封德彝爲右僕射（亦相當於宰相）；又以前天策府兵曹參軍杜淹爲御史大夫，前任中書舍人顏師古、劉林甫爲中書侍郎，左衛副率侯君集爲左衛將軍，左虞候段志玄爲驍衛將軍，副護軍薛萬徹爲右領軍將軍，右內副率張公謹爲左武候將軍，右監門率長孫安業爲右監門將軍，右內副率李客師爲領左右軍將軍。
至此，李世民集團成員和支持李世民的官員控制了國家的要害部門和職位，完全掌握了全國軍政大權。
太子李建成和齊王李元吉的餘黨流散逃亡到民間，雖然朝廷連續頒佈赦免令，他們仍然感到內心不安，圖謀僥倖獲利的人爭相告發捕捉他們，以此邀功請賞。諫議大夫王圭將這種情況告訴了太子世民。
武德九年（626年）8月7日，李世民頒佈太子令：“六月四日玄武門之變以前與東宮和齊王府有牽連的人、六月十七日以前與李瑗謀反 有牽連的人，一概不允許相互告發，對違反規定的人以誣告罪論處。”
武德九年（626年）8月8日，朝廷派遣諫議大夫魏徵安撫崤山以東地區，允許他見機行事。 [126] 魏徵來到磁州的時候，遇到州縣枷送前任太子千牛李志安、齊王護軍李思行前往京城。
魏徵說：“我奉命出使的時候，對原來的東宮與齊王府的屬官已經一概赦免，不予追究。現在又押送李思行等人，那麼誰會不對赦令產生懷疑呢！雖然朝廷爲此派遣了特使，又有誰會相信他呢！我不能夠因顧慮自身遭受嫌疑，便不爲國家考慮。何況我既然被視爲國中才能出衆的人士而受到禮遇，怎敢不以國中才能出衆人士的本色來報答太子呢！”於是，他將李志安等人一律釋放。太子李世民得知此事後甚爲高興。
李世民即位後，於貞觀十七年二月廿八戊申日（643年3月23日）下令將宮廷畫師閻立本所畫的輔佐他平定天下，安邦治國的二十四位功臣的畫像懸掛於宮中凌煙閣之上， 世稱這二十四位功臣爲“凌煙閣二十四功臣”，其中大部分功臣都參與了“玄武門之變”的謀劃，在政變前就屬於世民一黨或支持世民一黨，也有如魏徵這樣原太子建成一黨、後來爲太宗所用的能臣。