10月13日，肃清运动展开。第一个逮捕的是对公卿有极大影响力的攘夷志士梅田云滨。第二个逮捕的对象是儒者梁川星岩，可是梁川星岩却很“幸运”地于数天前死于霍乱。京都的志士们听到幕府已经采取逮捕行动的消息后，纷纷作鸟兽散，逃离京都。可是幕府怎肯就此罢休？除了继续在京都、江户大肆逮捕外，并且下令各藩交出逃回去的“阴谋分子”。

　　除了志士之外，井伊直弼也下令逮捕公卿。左大臣近卫忠熙、右大臣鹰司辅熙、前关白鹰司政通以及前内大臣三条实万得知这个消息后，觉得被人逮捕太失尊严，便向天皇奏请自愿出家当和尚。孝明天皇不忍让这些大臣出家，因而迟迟不肯答应。1859年3月，酒井忠义交给关白九条尚忠一份名单，要天皇照这名单处罚，名单上写着：

　　朝彦亲王 反省

　　鹰司政通（前关白）隐居、出家、反省

　　三条实万（前内大臣）隐居、出家、反省

　　近卫忠熙（左大臣）辞官、出家

　　鹰司辅熙（右大臣）辞官、出家、反省

　　孝明天皇虽然极力与幕府讨价还价，可是在幕府的坚持下，最后还是几乎完全遵照幕府的原案，以天皇之名下令处罚。孝明天皇心中的委屈与无奈可想而知。

　　此外，一条忠香、二条齐敬、近卫忠房、久我建通、中山忠能、三条实爱等公卿也被下令“反省”。

　　逮捕行动结束后，井伊直弼指派了5位高级幕臣，组成审判团，对那些被冠以“阴谋叛乱”罪名的志士，进行审问、断罪的工作。5位审判官中，有人主张严罚，有人主张轻罚，意见不一。井伊直弼便把主张轻罚的审判官统统撤职，代之以主张重罚的幕臣。

　　审判团的判决分3次宣布，即1859年9月23日，11月1日，11月21日。被处罚的主要人物如下：

　　〔大名部分〕

　　德川齐昭（前水户藩主） 永远隐居

　　德川庆喜（一桥家主）隐居、反省

　　德川庆胜（尾张藩主）隐居、反省

　　松平庆永（越前藩主）隐居、反省

　　山内丰信（土佐藩主）反省

　　〔志士部分〕

　　安岛带刀（水户藩家老）切腹

　　茅根伊予之介（水户藩士）死刑

　　鹈饲吉左卫门（水户藩士）死刑

　　鹈饲幸吉（水户藩士）狱门（处死后，把首级挂在木架上示众）

　　鲇泽伊太夫（水户藩士）流放远岛

　　桥本左内（越前藩士）死刑

　　赖三树三郎（著名儒者赖三阳之子）死刑

　　吉田松阴（长州藩士）死刑

　　当时的年号为“安政”，所以后人就把这场大整肃称为“安政大狱”。“安政大狱”总共处分了100多人，包括大名、公卿、各家家臣、幕臣、藩士、儒者、和尚、商人等，可说是江户史上空前绝后的大整肃，而且在井伊直弼的指示下，判刑之重，超乎时人的预料。

　　井伊直弼为什么要发动这么大规模的整肃，而且又坚持处以重刑呢？理由只有一个——他要恢复幕府的权威。他无法忍受“不在其位”的人“干涉”幕政。大名与公卿的干涉幕政已经让他难以忍受了，何况连藩士、浪人、和尚都跑来起哄、鼓噪。如果不采取断然措施，而让这种干涉幕政的风气继续发展下去的话，幕府的权威必然愈来愈低落，直到完全丧失统治能力为止。因此，站在幕阁阁揆的立场，加上井伊直弼个人的刚直性格，“安政大狱”可说是必然的结果，其间的是非曲直很难一口断定。

　　然而，井伊直弼还是错了。他错估了形势。日本当时的形势已经注定幕府的权威非低落不可，而且是愈来愈低落，即使德川家康在世也无法挽回。

　　如果井伊直弼是在佩里舰队来航时担任大老，或许还有可为（指维持幕府权威），可是在历经阿部正弘、堀田正睦两位首席老中的“广征众议”政策之后，朝廷、雄藩大名以及满腔热血的攘夷志士纷纷跃上了政治舞台。在“救国”这个至高无上的使命感的驱使之下，这些人一旦上了舞台就再也赶不下去了——无论如何打压、整肃。而且愈是打压、整肃，愈是激起他们对幕府的敌意。“安政大狱”之后，攘夷志士不但没有因而畏惧退缩，反而采取了更激烈的抗争手段——暴力、暗杀。而井伊直弼就是死于攘夷志士的暗杀，这哪里是他当初发动大肃清时所能预料？

　　不过，必须注意的是，“安政大狱”之后，攘夷志士虽然走向激烈的抗争方式，可是他们的主人（大名）却不一定同意这种方式。对大名而言，他们虽然不满幕政（尤其不满井伊直弼主导下的幕政），可是毕竟也是现存体制下的既得利益者，因而不愿见到这个体制有太过剧烈的转变，以致危害到自己的既得利益。他们主张在体制内进行和平改革（例如，让亲藩与外样大名也能参与幕政），以强化体制，抵御外侮。然而，攘夷志士的暴力化却已经超出大名的“期望”，而且可能破坏整个封建体制，这是大名们所不愿见到的。