在日本政府的督促下，蔣介石定下“整頓國民政府內部”的決心，即首先解除上海工人的武裝，然後以在滬的國民黨中央執、監委員“取代武漢派，奪取中央黨部，排除共產黨”。同時，蔣介石向上海大資產階級的代表人物表示，在勞資問題上，“決不使上海方面有武漢態度”。大資產階級答應在財政上給他以全力支持，並立即爲蔣提供300萬元資助。上海青紅幫頭目黃金榮、杜月笙、張嘯林等組織了祕密的中華共進會和公開的上海工界聯合會，充當蔣介石反共的打手。蔣介石爲他們提供經費、武器，並派王柏齡、楊虎、陳羣等軍官將他們編成隊伍。在帝國主義和大資產階級的支持下，蔣介石加緊準備發動反革命政變。首先將沒有完全受他控制的軍隊陸續調開或解決，而調集其嫡系部隊及新近投靠過來的軍閥部隊接防滬寧地區。從3月底開始，蔣介石連日召集祕密會議，策劃“清黨”反共。3月28日，吳稚暉在國民黨中央監察委員會常委會上誣衊加入國民黨的共產黨員“謀叛國民黨”，提出對共產黨“應行糾察”。隨後，吳稚暉致函國民黨中央監委，聲稱共產黨“逆謀昭著，舉凡中央執行委員會內叛逆有據之共產黨委員及附逆委員，應予查辦”。4月2日，蔣介石邀集國民黨中央監察委員李宗仁、古應芬、黃紹竑、吳稚暉、李石曾、陳果夫等開會，向國民黨中央提出《檢舉共產分子文》，要求對共產黨作“非常緊急處置”。汪精衛於4月1日從國外回到上海。4月3日，蔣介石發表支持汪復職的通電，並與汪祕密會談。蔣介石主張立刻用暴力手段“清黨”，汪精衛因擔心這樣做會使權力全部由蔣獨攬，主張召開國民黨二屆四中全會來解決共產黨問題。4月5日，蔣介石發佈總司令部佈告，要工人武裝糾察隊與工會一律在總司令部的管轄之下，“否則以違法叛變論，絕不容許存在”。
4月8日，蔣介石指使吳稚暉、白崇禧、陳果夫等組織上海臨時政治委員會，規定該會將以會議方式決定上海市一切軍事、政治、財政之權，以取代上海工人第三次武裝起義後成立的上海特別市臨時政府。4月9日，蔣介石發佈《戰時戒嚴條例》，嚴禁集會、罷工、遊行，併成立了淞滬戒嚴司令部，以白崇禧、周鳳岐爲正、副司令。與此同時，蔣介石又利用政治欺騙手段麻痹羣衆。他剛到上海，對上海總工會交際部主任趙子敬說：“糾察隊本應武裝，斷無繳械之理，如有人意欲繳械，餘可擔保不繳一槍一械。”他派軍樂隊將一面寫着“共同奮鬥”4個大字的錦旗贈送給上海總工會糾察隊，以表示對上海工人的“敬意”。蔣介石在一切部署就緒後，離上海去南京，由白崇禧等監督執行其反革命政變的陰謀計劃。在上海工人第三次武裝起義前後，中共中央和中共上海區委對於蔣介石的某些陰謀活動是有警惕的，也採取過堅定的態度。但是，在蔣介石到上海後，共產黨的政策很快發生變化。共產黨領導人陳獨秀表現了嚴重的右傾麻痹。中共上海區委主席團會議宣讀了陳獨秀關於“要緩和反蔣”的信。之後，上海的反蔣鬥爭開始放鬆。《汪精衛、陳獨秀聯合宣言》發表後，一部分共產黨員十分憤慨，但許多人卻誤以爲局勢已經和緩下來。原來在武漢整裝待發的國民革命軍第四軍、第十一軍不再東下，第六軍、第二軍的絕大部分服從蔣介石的命令，離開南京開往江北，使蔣介石得以控制南京。蔣介石發出“已克復的各省一致實行清黨”的密令，上海的形勢驟變。
搜捕開始
4月12日凌晨，停泊在上海高昌廟的軍艦上空升起了信號，早已準備好的全副武裝的青紅幫、特務約數百人，身着藍色短褲，臂纏白布黑“工”字袖標，從法租界乘多輛汽車分散四出。從1時到5時，先後在閘北、南市、滬西、吳淞、虹口等區，襲擊工人糾察隊。工人糾察隊倉猝抵抗，雙方發生激戰。國民革命軍第二十六軍(蔣介石收編的孫傳芳舊部)開來，以調解“工人內訌”爲名，強行收繳槍械。上海2700多名武裝工人糾察隊被解除武裝。工人糾察隊犧牲120餘人，受傷180人。當天上午，上海總工會會所和各區工人糾察隊駐所均被佔領。在租界和華界內，外國軍警搜捕共產黨員和工人1000餘人，交給蔣介石的軍警。
抵抗反應
罷工
4月13日上午，上海菸廠、電車廠、絲廠和市政、郵務、海員及各業工人舉行罷工，參加罷工的工人達20萬人。上海總工會在閘北青雲路廣場召開有10萬人參加的羣衆大會。
要求
大會通過決議，要求：一、收回工人的武裝;二、嚴辦破壞工會的長官;三、撫卹死難烈士的家屬;四、向租界帝國主義者提極嚴重的抗議;五、通電中央政府及全國全世界起而援助;六、軍事當局負責保護上海總工會。
武裝鎮壓
會後，羣衆冒雨遊行，赴寶山路第二十六軍第二師司令部請願，要求釋放被捕工人，交還糾察隊槍械。遊行隊伍長達1公里，行至寶山路三德里附近時，埋伏在里弄內的第二師士兵突然奔出，向羣衆開槍掃射，當場打死100多人，傷者不知其數。寶山路上一時血流成河。
迫害屠殺
當天下午，反動軍隊佔領上海總工會和工人糾察隊總指揮處。接着，查封或解散革命組織和進步團體，進行瘋狂的搜捕和屠殺。在事變後3天中，上海共產黨員和革命羣衆被殺者300多人，被捕者500多人，失蹤者5000多人，優秀共產黨員汪壽華、陳延年、趙世炎等光榮犧牲。4月15日，廣州的國民黨反動派也發動反革命政變。當日捕去共產黨員和革命羣衆2000多人，封閉工會和團體200多個，優秀的共產黨員蕭楚女、熊雄、李啓漢等被害。江蘇、浙江、安徽、福建、廣西等省也以“清黨”名義，對共產黨員和革命羣衆進行大屠殺。奉系軍閥也在北京捕殺共產黨員。4月28日，李大釗和其他19名革命者英勇就義。
四一二反革命政變標誌着中國階級關係和革命形勢的重大變化。以蔣介石爲首的國民黨反動派從民族資產階級右翼完全轉變爲大地主大資產階級的代表。從此，蔣介石和他的追隨者完全從革命統一戰線中分裂出去。革命在部分地區遭到重大失敗。
1927年4月18日，蔣介石在南京建立代表大地主大資產階級利益的國民政府，與保持國共合作的武漢國民政府相對抗。在北京，還存在奉系軍閥張作霖政權。全國出現3個政權互相對峙的局面。
反蔣宣言
中共中央發表《爲蔣介石屠殺革命民衆宣言》，指出“蔣介石業已變爲國民革命公開的敵人，業已變爲帝國主義的工具，業已變爲屠殺工農和革命羣衆的白色恐怖的罪魁”，號召全國人民動員起來，團結一致，形成一個鞏固的革命民主主義戰線來對付與戰勝帝國主義、軍閥、封建資產階級聯合勢力的進攻。武漢政府控制下的武漢、長沙等地召開數十萬羣衆參加的反帝討蔣大會，憤怒聲討蔣介石叛變革命的罪行。
五月指示
1927年5月，共產國際向中國共產黨發出“五月緊急指示”，大意爲：
(1)不進行土地革命，就不可能取得勝利;不進行土地革命，國民黨中央就會變成不可靠將領手中的可憐玩物。必須反對過火行爲，但不能用軍隊，而要通過農會。
(2)對手工業者、商人和小地主作出讓步是必要的，同這些階層聯合是必要的，只應沒收大、中地主的土地，不要觸及軍官和士兵的土地。
(3)國民黨中央的一些老領導人會動搖和妥協，應從下面多吸收一些新的工農領導人加入國民黨中央，更新國民黨上層人士。
(4)動員2萬共產黨員和兩湖5萬革命工農，組建幾個新軍，組建自己可靠的軍隊。
(5)要成立以著名國民黨人和非共產黨人爲首的革命軍事法庭，懲辦那些迫害工農的軍官。
這份文件被汪精衛從共產國際代表羅易手中得到。國民黨高層認爲這是共產國際要武裝奪取政權，決心清黨。
合作全面破裂
武漢國民黨中央發表命令，宣佈開除蔣介石的國民黨黨籍，免去其本兼各職，“着全體將士及革命民衆團體”，將蔣介石“拿解中央，按反革命罪條例懲治”。並將國民革命軍第一集團軍所統率的第一、第二、第三、第四方面軍及總預備隊劃歸中央軍事委員會直轄指揮。這些決定得到武漢各界的一致擁護。
1927年4月18日，蔣介石在南京成立了國民政府，和親共的武漢汪精衛政權對立，是爲“寧漢分裂”。
同年5月21日，湖南的汪精衛政權下屬的一些反動軍隊發動馬日事變。6月5日第三國際代表羅易(Roy)轉發電報給汪精衛，要求其增加共產黨對武漢政權的掌控，並處分反革命派，擴大農工武裝運動。7月，國民黨左派領袖汪精衛再度知悉斯大林指示蘇聯顧問鮑羅廷欲分化國民政府以助中國共產黨武力奪取武漢政府權力之策略後宣佈“和平分共”，遂決定取締共產黨言論，又通過“取締共產議案”，罷黜鮑羅廷及其他蘇聯顧問。8月1日共產黨以“南昌起義”進行全面攤牌。武漢國民黨右派在8月開始清黨，國民黨與共產黨的合作全面破裂。
事件影響
蔣介石通過此事成爲了被國民黨內右派的多數派支持，成了最高領袖，國民黨左派遭到排斥或者鎮壓。國民黨右派認爲共產黨破壞北伐統一，清黨使掃除軍閥統一全國的事業嚴重破壞，延緩了成功的時間。蔣雖然不久由於北伐軍在徐州失利而下野，但很快重掌大權，完成北伐，開始了在中國數十年的統治。
四·一二事件對國民黨的組織發展造成了深遠的影響。清黨前，國民黨普通黨員人數(不含軍政和海外黨員)約121萬，其中有國民黨員身份的共產黨員不超過5萬。清黨一年後的1928年3月，國民黨員人數爲22萬。1929年12月回升到27萬，其中絕大多數黨員還是是軍隊或高級黨政機關的人員。這意味着清黨行動清掉了國民黨左派全部黨員的一半多，國民黨黨務系統大換血。北伐前後各省建立的縣、鄉國民黨基層組織，“清黨後基本瓦解，恢復得十分緩慢”。到1933年，全國僅有17%的縣建立有縣黨部，浙江省建立縣黨部的縣份爲69%。“只能在城市的上層可以看到，農村中是很難找到黨的勢力的微弱影響”;“不但在農民中很難找到國民黨黨員，並且在一切農民運動負責人員中，在地方自治工作人員中，在農村文化教育負責人員中，以及農村經濟建設負責人員中，都不容易看到國民黨黨員的蹤跡。”
四·一二事件使共產黨的發展嚴重受挫。共產黨認爲，這標誌着國共合作的失敗。四·一二事件之後，共產黨內堅持和國民黨妥協的早期領導人陳獨秀等人被認爲右傾投降主義被撤職。陳獨秀被認爲一味退讓，甚至要求工人糾察隊向國民黨上繳武器，造成共產黨對蔣介石的武力清黨毫無準備。中國共產黨從此走向武裝革命奪取中國政權的道路，共產黨聯合極少數國民黨左派在南昌發動南昌起義，開始了組建共產黨軍隊，開展武裝革命，直到奪取中國的政權。
幫助蔣介石發動四·一二事件的杜月笙則事業順利發展。中國抗日戰爭結束後一度持此功謀求上海市長一職未遂。1949年在國共內戰中，國民政府失敗退往臺灣之際，杜月笙擔心自己當年參與四·一二事件的經歷令共產黨不會放過他，便逃到香港。
