政變爆發40分鐘後，天皇侍從武官本莊繁大將就從副官中島鐵藏少將那裡得知出事的消息，他讓中島立即給天皇的貼身侍從甘露寺守長打電話。甘露寺連忙叫醒尚在睡夢中的裕仁天皇，簡要彙報了局勢突變的情況。裕仁一邊嘟噥說“終於還是幹起來了”，一邊穿上綴有四顆星的陸軍大元帥軍服，起身前往皇宮政務室。
早6時，本莊繁、宮內大臣木戶、內相湯淺、侍從次長廣幡全都趕到皇宮，向天皇彙報情況。本莊已經嚇得嘴唇上一絲血色都沒有，他告訴裕仁，首相、藏相、內大臣和侍從長等重臣都已遭到襲擊，生死不明。36歲的天皇皺著眉頭，氣憤地說：“這是從未有過的不祥之舉。要立即平息，使軍隊恢復正常。”然而，本莊並沒有按照裕仁的指示迅速鎮壓叛亂。這不僅是因為他在思想上同情叛亂軍人，而且還因為他的女婿山口太一郎大尉也捲進了叛亂活動。
上午9時，被香田大尉扣押在陸相官邸的川島陸相在和政變軍人談得唇焦舌敝之後，終於獲准趕到皇宮覲見天皇。他帶來了叛軍的宣言書，並轉達了叛軍的七條要求：必須恢復天皇的絕對權力；逮捕反皇道派的南次郎、小磯國昭、建川美次和宇垣一成等“元兇逆臣”；為威懾俄國，立即罷免林銑十郎，任命荒木貞夫為關東軍司令等等。奏完之後，川島趁勢建議說，請陛下姑念起事者系奉陛下之名、秉承統帥之意去行動，完全是一片為國盡忠的赤誠，請陛下予以諒解。
川島的話還沒說完，裕仁便以盛怒的口氣說：“先不論他們的精神何在，他們之所為首先就有傷國體的精華。殺害朕的股肱老臣，如此殘暴的軍官，無論其‘精神’如何，也不應予以任何寬恕。我絕不允許兇暴的將校胡作非為。要儘快將這一事件鎮壓下去！儘快！”見天皇震怒，川島只好咋舌而退。裕仁猶餘怒未消地自語道：“陸軍簡直是在掐朕的脖子！”
天皇下達的鎮壓命令沒有立即執行，因為由陸軍高級將領組成的軍事參議官會議是由荒木和真崎所操縱的。川島陸相根據參議官會議的決定，先是發了《陸軍大臣告示》，要求政變部隊自行返營，並偽稱“關於崛起之意圖，已上奏陛下，承認諸君的行動是出於謀求顯示國體之誠意”。但是叛亂者堅決要求，在產生新內閣之前不能撤兵。
對於皇道派的叛亂，統制派的幕僚軍官們當然恨不得立即鎮壓而後快，但是由於無法直接調動部隊，他們只得求助於天皇的最高權威。26日下午，樞密院決定由陸軍宣佈戒嚴，進行鎮壓。陸軍雖不願意，但還是在27日凌晨頒佈了戒嚴令。東京警備司令官香椎浩平被委任為戒嚴司令官。此外，在外地的第二師團長梅津美治郎和第六師團的谷壽夫、關東軍副參謀長東條英機明確表示了堅決鎮壓的態度。
與陸軍上層心懷鬼胎的觀望態度相反，由於鈴木貫太郎，岡田啟介和齋藤實三名海軍大將遭到襲擊。海軍在第一時間內就定下了對政變堅決鎮壓的方針。海軍軍令部總長伏見宮博恭王當天就召集幕僚，明確說明了鎮壓的態度。26日中午12時，聯合艦隊司令高橋三吉向正在土佐衝演習的艦隊發佈命令，要第一艦隊進入東京灣，第二艦隊進入大阪灣。當時任海軍軍務局局長的豐田副武咆哮“陸軍沒這個意思的話，就由我們來動手！”。海軍省辦公樓前擺了一地的高壓水龍，以防萬一。海軍陸戰隊奉命加強對海軍各岸上設施，包括海軍領導機關辦公樓和退役高級將領私宅的警戒，另外還打算把天皇接到艦上，以免受陸軍叛兵的挾持。26日下午，橫須賀鎮守府司令米內光政的第一水雷戰隊把陸戰隊經芝浦送上岸，堆起了沙包工事，擺出準備戰鬥的態勢。
27日一整天，裕仁天皇都是在焦急不安中度過的。此時第一艦隊已經在旗艦“長門”號戰列艦的帶領下浩浩蕩蕩地開進東京灣，各艦都將炮口對準了陸上的叛軍陣地。“長門”號瞄準的是被叛軍佔領的國會議事堂，負責測定標的的第九分隊分隊長長光大尉用測距儀很細心地測出，從“長門”艦到國會議事堂的距離是19公里。加藤隆義統率的第二艦隊也在旗艦“愛宕”號重巡洋艦的帶領下於27日上午9時許抵達大阪灣，開始實施警戒。
天皇憤怒
雖然海軍已經把艦隊開進了東京灣，但陸軍還是遲遲按兵不動。憤怒的天皇幾次將本莊召開催問：“討伐部隊出發了嗎？”“交上火了嗎？”本莊含含糊糊地答道：“因為居民尚未撤離……”未等他把話說完，天皇便厲聲喝道：“如果陸軍大臣無能為力，朕就親率近衛師團去平定叛亂！快快備馬！”
裕仁天皇的焦急不是沒有道理的，因為他剛剛獲悉，在弘前第八師團任大隊長的秩父宮雍仁親王已動身搭乘火車前往東京。秩父宮向來與皇道派軍官來往密切，在思想上傾向與皇道派的主張，並因此與天皇對立，這已經是公開的秘密。叛亂髮生後，叛軍已公開宣稱“秩父宮是我們的首領”。如果他站到叛軍一邊，形勢將更加難以控制。日本歷史上發生過許多有天皇之弟幹下的篡位之事，多得不勝枚舉，例如神武天皇的後繼者綏靖天皇就是弒兄自立的。為了防止出現這種可怕的情況，宮內省派東京大學著名的右翼歷史教授、曾給秩父宮講過兩年《日本政治史》的平泉澄前去攔截雍仁。他在上越線的水上車站登上雍仁乘坐的火車，一路上向其詳細說明了情況，並懇求秩父宮不可輕舉妄動。秩父宮神色凝重地聽著，一言不發。火車一達到東京上野車站，秩父宮就在大批軍警“護送”下被帶入了皇宮，與叛軍隔離開來。見情勢如此，秩父宮只好在當天晚上拜謁了哥哥，並做出了服從天皇的保證。
28日，在天皇的一再催促下，猶豫不決的軍部終於下了鎮壓的決心。陸軍次長杉山元得到天皇同意，發佈了《奉敕命令》指示戒嚴司令官迅速使佔據三宅坂的軍官及部下撤離現場，歸復各所屬部隊。奉敕命令隨後正式傳達給第1師團。戒嚴司令部決定29日完成鎮壓的準備工作，並開始討伐叛軍。
參加鎮壓政變的部隊有近衛師團和第一師團各7000人，另外從仙台和宇都宮調來了第2、第14師團所屬部隊6000人，總數近24000人。29日上午，荒木、真崎兩位陸軍大將為避免叛亂部隊遭到武裝鎮壓，前往戒嚴司令部進行交涉，但遭到拒絕，戒嚴部隊參謀石原莞爾將兩名大將趕出了司令部。在他們離開後，香椎司令官再次提出避免“皇軍自相攻擊”，但杉山元堅決不同意，要按天皇敕令以武力討伐。東京街頭的坦克車裝上高音喇叭，不停地廣播NHK著名播音員中村宣讀的《告軍官士兵書》。這份由戒嚴司令部發布的聲明稱：“現在歸復原隊，仍為時不晚；抵抗者全部是逆賊，射殺勿論；你們的父母兄弟在為你們成為國賊而哭泣。”與此同時，飛機在政變部隊上空盤旋撒下《告軍官士兵書》的傳單，勸誘政變部隊迴歸營房。
叛軍此時已在嚴冬中堅持了3天，疲憊不堪，士氣消沉。在聽到廣播、拾到傳單後，紛紛脫離了叛軍，返回原部隊。策動叛亂的軍官見大勢已去，也未加以阻攔。這些軍官隨後被戒嚴部隊拘捕，集中到陸軍省大院。關押他們的統制派的軍官岡村寧次預想並期待他們自盡，已讓第一衛戍醫院的護士兵準備好消毒藥水和脫脂棉，還準備了30多口棺材，但叛亂軍官拒絕自盡，想要通過公審來“揭露軍閥的陰謀”。
陸軍首腦部吸取相澤案件公審的教訓，對政變主謀實施軍法審判，審判過程不公開，不設辯護律師，一審即終判。由於二二六事件直接威脅到了天皇的統治權，因此對叛亂軍官的處置也異乎尋常的嚴厲。7月5日，軍法會議判處在政變中起領導作用的磯部、香田等17名軍官死刑。有意思的是，宣判裡一點沒有提到謀殺罪，判刑的唯一根據是，這些軍官犯了未經天皇批准而擅自動用皇軍之罪。在幕後支持暴動的北一輝和西田稅，以及砍殺永田的相澤三郎也被處死。其餘的士官和士兵則被免予處分，因為他們只不過是遵從上級的命令。這次對政變軍人懲處的嚴厲程度，遠遠超過了此前歷次的處理，明顯的帶有徹底根除皇道派及北一輝影響的意圖。在軍部上層，在寺內壽一主持下，統制派也趁機進行了大規模人事“整肅”。荒木、真崎和川島陸相被解除現役，所有傾向於皇道派思想的軍官均被從陸軍核心部門清除出去。至此，統制派徹底掌握了陸軍實權，確立了對陸軍的絕對控制。
諷刺的是，皇道派發動政變時所積極追求的目標，例如軍部獨裁、國家政權 法西斯化，在政變失敗後反而得以實現。這不僅是因為同屬法西斯派別的統制派牢牢掌握了軍部大權，而且內閣也被以新首相廣田弘毅為首的文官法西斯集團所控制。
對於日本陸軍在二二六事件中的角色，以及在隨後日本法西斯化中的作用，抱有左派觀點的井上成美海軍大將在日本投降前曾經有過一番很有意思的講話：“陸軍動輒把自己大肆吹噓成什麼‘皇國的中流砥柱’，事實上，正是陸軍……最終把日本拖入了災難。所謂的‘中流砥柱’，就是中國的黃河上有幾塊挺立在河中、頑固阻擋潮流前進的頑石。從這個意思去理解的話，陸軍也不愧是真正的‘中流砥柱’啊！”
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