士孙瑞的行动引起了董卓怀疑，决定把士孙瑞留在都城。王允听说后，便顺从董卓意思，擢升士孙瑞为仆射。另外又擢升杨瓒为尚书，为最后反击董卓聚集力量。

初平二年（一九一年），董卓封王允为温侯，食邑五千户。

王允想拒绝，士孙瑞对他说：“大事没成功前，不能有丝毫破绽，董卓加官进爵，朝廷百官都瞻仰您的崇高品节，何乐而不为呢？不要因意气而误了大事！”王允一听有道理，便受命听封。

初平三年（一九二年）春，自然灾害严重，阴雨连下两个多月。王允和士孙瑞、杨瓒等人借登台祭祀乞神之机，紧急商议谋杀董卓的行动计划。

士孙瑞严肃地说：“自从去年岁末以来，太阳阴晦不照，淫雨连绵不断，这种暗无天日的日子应该有个尽头。现在时机基本成熟，如果不把握天机，先发制人，恐怕后患无穷啊！”

王允很赞同士孙瑞意见，决定伺机尽早行动，以图董卓。

可是，董卓爪牙密布，戒备森严，而且他本人力大无比，凶残毒辣，如果没有万全之策，一旦失手，后果难以设想。

王允提议，可以安插内应，里应外合，杀他个措手不及。于是便有了“王司徒巧使连环计”一段精彩故事：

王允说服府中歌技貂蝉，先许嫁给董卓义子吕布为妻，又送给董卓为婢女，美人计引诱二人垂涎，离间计使其反目成仇。

起初，吕布碍于自己是董卓义子，不便亲自下手。王允对吕布说：“你姓吕，奸贼姓董，父子只是名义上的，并非骨肉亲情，况且董卓现在已是众叛亲离，你难道还认贼作父吗？你当他为父亲，平时他当儿子待你吗？”

吕布与董卓婢女貂蝉私通，怕董卓发现报复，于是便答应下来。

献帝大病初愈。董卓通知朝廷百官在未央殿集合庆贺，王允便把胸有成竹诛杀董卓的计划告诉给吕布，并委他作为内应。

这年四月二十三日清晨，董卓乘车前往未央殿参加庆贺会，吕布随从护卫。事前，吕布派同郡骑都尉李肃等人带领十多名心腹亲兵，穿上宫廷侍卫服装，潜伏在宫殿侧门两边。

当董卓车队行至北掖门外时，李肃等人持长戟冲出，将董卓刺下车来。

董卓朝服内穿铠甲，所以未伤及要害。“吕布何在？！”董卓疾呼。

这时吕布不慌不忙地掏出准备好的诏书，喊道：“有诏讨贼臣！”

直到此时，董卓才发现吕布背叛了自己，大骂吕布：“庸狗敢如是邪！”

吕布则率众人上前将董卓当场斩杀。

太师府主薄田景及仆人上前抱住董卓尸体，吕布又将他们杀死，余者皆不敢动。董卓九十岁老母、弟董旻、侄董璜及宗族老弱都在郿坞，均被诛杀，查抄二三万斤黄金、八九万斤白银、珠玉锦缎奇玩杂物堆积如山，不可胜数。

袁氏门生故吏把被董卓杀害袁氏棺木改殡到这里，并把董氏尸首敛聚到旁边焚烧，以示祭奠。

董卓躯体肥胖，尸体暴于市，膏油浸地，草被血染，守尸兵士黄昏时做成柱状灯芯插入尸体肚脐点燃，明如火炬，直到天明。后来，董卓故属部曲收灰烬装入棺木，葬于郿坞。

董卓被杀，朝廷上下一片欢腾，长安百姓奔走相庆。司徒王允赢得了铲除董卓斗争的胜利，受到百姓称赞，更得朝廷嘉奖，总览朝政。

王允得胜，便有些飘飘然起来，甚至居功自傲：“董卓这样不可一世大奸贼都死于我的手下，还有什么可惧怕的呢？”

每当群臣集会，王允很少像以前那样与大家推心置腹，共同商讨权宜之计，而是正襟危坐，面无和悦之色。慢慢的，群臣也不再像以前那样推崇和拥护他了。

当朝文学家蔡邕曾是董卓旧臣，当与王允一起听到董卓被杀时，感到很突然，不禁脸色大变，不由自主地发出一声叹息。

王允勃然大怒，严厉指责：“董卓是国家罪人，诛杀少帝，残害忠臣，人神共愤，天地不容，罪行不可饶恕。汝身为重臣，世受皇恩，应该从大局考虑，从国家出发，共同声讨国贼。不想却念及一点私人恩惠，不但不倒戈相向，竟然还感到痛惜，这难道不是与董卓同一鼻孔出气吗？”

说完，便不容分辩，立即将蔡邕押至廷尉处问罪，待日处斩。正是：昔日拒卓险灭族，今天叹卓又遭殃。不知蔡邕这次能否保住性命，且看下回分解。