萨希迪作为保皇派的首要人物，继续进行政变的组织工作。随后，亲国王的部队秘密进入德黑兰。19日黎明，政变部队开始行动，与政府军发生交火，随即双方展开了激烈的巷战。由于政府军力量单薄，而且准备不足，政变部队在战斗中逐渐占上风，下午2时占领了德黑兰电台后，就广播了早先国王任命萨希迪首相的命令，以及巴列维在国外谴责摩萨台的讲话。随后，政变部队占领了大部分要害部门，基本上控制首都市区。夜幕降临后，政变部队在坦克掩护下向首相府发动攻击，双方发生激战，最后首相府卫队被击溃，伤亡数百人。摩萨台在朋友的帮助下逃出德黑兰（不久被捕）。陆军参谋长利亚希将军被抓。晚7时30分，阿里·巴拉夫隆上校在电台上宣布：“非法的摩萨台政府已经垮台”，“军警已经控制了整个德黑兰”，“萨希迪将军已接任了首相职务”。
22日，巴列维以胜利者的姿态从罗马凯旋归国，在伊朗不少地区爆发了反对保皇派政变、支持摩萨台的群众示威。如伊朗人民党在德黑兰散发传单，要求人民起来反对国王和反对派策划的政变。8月21日，德黑兰市中心爆发了支持摩萨台反对国王的示威游行，但遭军警血腥的镇压。通过政变，巴列维王朝恢复了昔日的专制统治的权力，萨希迪政府大规模逮捕反对派，以“谋叛”的罪名审判摩萨台，但顾忌到摩萨台在政治上的声望，只判处监禁3年的徒刑。坚持奉行民族独立外交路线的前外交大臣侯赛因·法提米未经审判就以鼓动叛乱的罪名被处死。伊朗人民党又一次被宜布为非法，其成员大多被逮捕或被秘密处死。一时之间，伊朗全国陷于恐怖的气氛之下。