另一边，赵武灵王将为公子章封王被拒绝的事情告诉了公子章，想刺激他和赵惠文王夺权，自己在以老爹的身份出来摆平，好重新执掌大权。公子章本来就有所打算，现在感觉父亲又支持自己了，就准备开始行动了。
由于赵豹对邯郸的防守非常严密，赵武灵王知道赵惠文王已经有所防范了，于是就以给自己选墓地为由，叫赵惠文王和公子章陪同自己到沙丘（今河北邢台广宗西北）去逛逛。给父亲看墓地，赵惠文王不得不去，由肥义陪同。
到了沙丘之后，赵武灵王和公子章住在一个别宫，赵惠文王一行人住另一个别宫。田不礼给公子章出了个主意，趁这个机会带人杀了赵惠文王，再把赵武灵王控制起来，到时候就能掌控赵国了。于是公子章借用了赵武灵王的令牌，派人去赵惠文王那里，称赵武灵王有事相商，请赵惠文王过去。
虽然有令牌，但是肥义发现这个人并不是赵武灵王的内侍，他就对赵惠文王说：“大王你就别去了，这恐怕是个圈套，让老臣替你去一趟吧。记得加强守备，如果我今天没回来，赶紧通知公子成和李兑起兵。”肥义到了赵武灵王居住的别宫，迎接他的是公子章和田不礼。双方都没见到想见的人，肥义这下知道公子章的心思了，公子章也知道赵惠文王的戒备心了。
公子章和田不礼杀死了肥义，再派人去请赵惠文王，如果不来就动手。赵惠文王看肥义迟迟不归，就派人去通知公子成和李兑来救援。这时公子章的人又来了，说赵武灵王有请。赵惠文王知道里面有鬼，就让人逼问公子章派来的人，得知了肥义已死。赵惠文王大怒，派人攻打公子章，不久之后公子成和李兑也带人赶过来了。
公子章的人没那么多，很快就被打散了，田不礼逃走了，公子章逃回了别宫，公子成和李兑便率兵包围了别宫。这下为难了，赵武灵王还在别宫里，李兑不敢贸然进攻，准备回去向赵惠文王汇报，但公子成阻止了，说：“这里面是大王的父兄，大王是很难下杀心的，别回去了，我们自己搞，到时候大王自然会接受的。”
于是李兑、公子成杀入别宫，杀死了公子章和他手下的人，但他们不敢对赵武灵王怎么样，就退了出来，围在外面。对于这突然的变故，赵武灵王怎么也没有预料到。李兑、公子成不愿意承担谋杀主父的罪名，只能把他困在宫里，不让他出去。宫内存粮不多，赵武灵王被困三个月后，活活饿死。
“现在总饿死了吧，我们要不进去看看？”公子成等了很长时间，才和李兑进到宫内。发现赵武灵王的尸首后，公子成回去向赵惠文王汇报，赵惠文王痛苦流涕，下令举国哀悼，厚葬赵武灵王。赵惠文王当然知道赵武灵王被围困的事，但他置身事外，不管不顾，实际上表明了自己的态度，不然公子成和李兑也不敢饿死赵武灵王。这下赵惠文王终于能安心做大王了，公子成则接替肥义做了相国，被封为安平君，李兑被提拔为司寇。
这次内乱史称沙丘宫变，受内乱影响，赵国原本欣欣向荣的发展趋势受损，国力下跌，也错过了进一步扩张的最好时机。赵武灵王是赵国历史上最有成就的君主，他敢于创新突破传统，带领赵国走向强盛，成为了北方的霸主。但在王位这事上，赵武灵王确实处理欠妥，最后自己也送了命。赵武灵王死的这一年才45岁，如果他能一直掌权，战国的走向可能就大不一样了。