当时，朴正熙等人调集的政变部队有第6军的5个炮兵营、第1空降特战团、1个海军陆战营、第30预备师的1个营、第33预备师的1个营及第6军管区的辎重队等共计5000余人，还有第5、第12两个师充当预备队。政变指挥部则设在第6军管区。
但就在政变前一天的5月15日夜间，原定担任第30师政变总指挥官向上级告发了朴正熙等人的政变计划。张勉下令逮捕朴正熙，但奉命前去逮捕朴正熙的李光善上校却投向政变一方；派往汉江大桥去阻击政变部队的也只有一个宪兵中队。
政变仍按原计划进行，朴正熙借酒壮胆指挥政变部队于16日深夜零点按计划向汉城进发。作为政变总指挥的朴正熙为了安定自己紧张不安的心情，竟喝得晕头转向，等他匆匆赶到设在第6军管区的政变总指挥部时，已是16日零时15分，比原定到达指挥部的时间整整晚了3个小时。
政变部队于凌晨3时击败陆军本部派出的宪兵第7中队的阻拦，冲过汉江大桥，攻进汉城市内，迅速占领了中央厅、国会大厦和广播电台等要地。担任韩国现代史上第一个责任内阁总理还不过9个月的张勉，这时住在汉城半岛宾馆809号房间，他接到政变的电话后，急忙召见有关军队领导人来讨商对策，然而为时已晚。