El cuarto día de junio (2 de julio de 626), Li Shimin lanzó un motín en la Puerta Xuanwu en la ciudad palaciega de la ciudad de Chang'an. Cuando Li y Li Yuanji llegaron al palacio, inmediatamente volvieron la cabeza de sus caballos y se prepararon para regresar al Palacio del Este para encontrarse. Li Shimin los llamó desde atrás, Li Yuanji era culpable. Primero tensó su arco y disparó una flecha a Li Shimin, pero debido a la impaciencia, tensó el arco dos o tres veces sin tensarlo completamente y la flecha no acertó. Cogió su arco y disparó a Li, matándolo. Yuchi Gong condujo a setenta jinetes a llegar uno tras otro. Los soldados a su alrededor dispararon flechas a Li Yuanji y Li Yuanji se cayó del caballo. Pero en ese momento, el caballo de Li Shimin estaba asustado y él y Li Shimin corrieron hacia el bosque junto a la Puerta Xuanwu. Li Shimin fue atrapado por una rama en el bosque, se cayó de su caballo y cayó al suelo, sin poder levantarse por un tiempo. Li Yuanji llegó rápidamente, agarró su arco y se preparó para estrangular a Li Shimin hasta la muerte. En ese momento, Yuchi Gong corrió y lo detuvo en voz alta. Li Yuanji sabía que no era rival, por lo que rápidamente soltó a Li Shimin y trató de correr al Salón Wude para pedir asilo al emperador Gaozu de la dinastía Tang. Pero Yuchi Gong se acercó rápidamente a él y lo mató a tiros. Sólo tenía 24 años.
Los cinco hijos de Li Yuanji: el rey Li del condado de Liang, el rey Li Chengluan de Yuyang, el rey Li Chengyu de Pu'an, el rey Li Chengyu de Jiangxia y el rey Li Chengdu de Yiyang fueron asesinados colectivamente.
Después de que Li Shimin subió al trono, se construyó en el segundo año de Zhenguan (627), y Yuanji fue enterrado con ceremonia. Li Yuanji fue nombrado póstumamente Príncipe del condado de Hailing, y se le entregó. el título póstumo de puñalada y fue enterrado con ceremonia. En el año 16 de Zhenguan (642), su título póstumo era el mismo que antes, y su decimocuarto hijo, Li Ming (nacido con la esposa de Li Yuanji, Yang), era Li Yuanji.