董卓死后，王允在如何安排和处理他的旧部时，反复无常，态度极不慎重，而这正是王允最后走向灭亡的最重要和最直接的原因。
他先是想全部赦免董卓的部下，吕布也多次相劝，可继而王允又对群臣解释说：
“本来，他们是没有罪的，只是身不由己，跟随董卓，所以不得已听从董卓差遣，犯了错误。
现在如果给他们突然加上恶逆的罪名，而且特定赦免他们，恐怕反而使他们猜疑恐惧，心理承受不了，所以，赦免他们无罪不是使他们安心的上上之策，还不如让他们承受惩罚。”
吕布又想把董卓的财物赏赐公卿、将校，王允又不准。王允平日却看不起吕布，以剑客对待他。吕布也认为自己有功劳，自吹自擂，既不得意，渐渐与王允不和了。
凉州兵是董卓的嫡系部队，战斗力强，而且对董卓最忠心。董卓死后，如何处置凉州兵，是关系王允本人和东汉政权的大事。王允企图削夺凉州兵将领的兵权，取缔全部凉州兵，并且计划利用关东兵去控制他们。
可是后来有人对王允说：“凉州兵素来害怕袁绍，畏惧关东兵，而今，如果派关东兵去解散他们，凉州兵人人都会担心性命不保，这样，很容易引起兵变和混乱。
还不如任命皇甫嵩为将军，去担任凉州兵的统帅，并让他长期留在那儿，以便安抚军心。”
王允坚决反对：“这样绝对不行，关东兵是反董卓的义兵，与我们是同一条路线，现在董卓已死，如果继续把他们屯驻在险恶之地，虽然安抚了凉州兵，但是关东兵将领会疑心我们不重视他们。”
凉州百姓听到王允想解散凉州兵的风声后，便到处传言，说王允要杀掉所有凉州人，一时之间，整个凉州人心惶惶，一片惊慌。
凉州兵将领本来就成了惊弓之鸟，对自己的前途深感忧虑，当他们得知王允要削夺他们的军权，解散凉州兵的消息后，更是惊慌。绝望的凉州兵寻思：
反正是一死，不如死个痛快。于是他们迅速召集军队，严阵以待，准备见机起事，并且互相传告：
蔡邕只不过受了董卓的一点厚遇而已，王允便不分青红皂白地把他杀了。对于我们，不仅没有丝毫赦免的意思，反而想剥夺我们的兵权，置我们于死地。我们除了联合起来，别无选择。
当时，凉州军中最有影响和实力的将领是李傕和郭汜。他们将所有凉州兵集合起来，誓师进发都城长安。
东汉官兵不堪一击，不久，李傕、郭汜的部队便攻陷长安。吕布慌忙领兵出逃，在青锁门停住，招呼王允一同逃走。
王允断然拒绝，对吕布说：“如果天子祖先在天有灵，能赐福社稷，保佑我们的国家平安无事，我就心满意足了。
如果这一愿不能实现，我愿意献出自己的生命，以死来报效朝廷。皇上年纪幼小，少不更事，只能靠我们来辅助他。
国家遭受如此灾难，如果弃下皇上，只顾自己逃命，我实在是不忍心。况且，我身为宰相，不仅不能使国家平安无事，反而导致逆贼的反叛，我的责任重大啊！请你出城以后，多多鼓励关东豪杰，要常常念及皇上！”说完，便扶着汉献帝逃到宣平城楼。
李傕、郭汜追到宣平门下，叩头便拜。汉献帝壮起胆子询问道：
“你们目无王法，作乱京城，到底打算作什么？”李傕回答说：“董太师对陛下忠心耿耿，却无缘无故遭人杀害，我们只想替太师讨回公道，不敢造反。等到捉拿处决凶手后，我们愿意接受审判。”
王允二话没说，向汉献帝行了最后的君臣大礼，便随士兵走下了城楼。
起先，王允提拔过同郡人宋翼为左冯翊、王宏为右扶风。当时三辅地区兵多粮广，李傕等想杀掉王允，害怕二郡为患。于是先征召宋翼、王宏。
等二人都到长安后，李傕于是逮捕王允及宋翼、王宏，把他们都处以极刑。王允时年五十六岁，他的长子侍中王盖、次子王景、王定及宗族十余人都被杀害，只有兄子王晨、王陵得以逃归乡里。