С самых ранних лет военной карьеры Лев V дружил с Михаилом – грубоватым, необразованным, заикающимся человеком скромного происхождения из провинциального фригийского городка Аморий. Когда Лев триумфально въехал в императорский дворец, Михаил ехал следом; когда они оба спешились, Михаил нечаянно наступил на мантию императора и чуть не сорвал ее с его плеч, но, несмотря на это, Лев назначил его командующим экскувиторами – одним из первоклассных дворцовых полков. Однако осенью 820 года до императора дошли слухи, что его друг занимается подстрекательством к мятежу, и на Рождество был раскрыт заговор, во главе которого, несомненно, стоял Михаил. Лев V немедленно призвал его к себе и предъявил доказательства; Михаил признал свою вину, и император приказал бросить его в огромную печь, которая подогревала воду для дворцовых ванн. Этот ужасный приговор привели бы в исполнение немедленно, если бы не его жена Феодосия. Она спросила, как он собирается принимать рождественское причастие, имея на совести подобное деяние. Тронутый ее словами, он отменил приказ. Приговоренного заковали в кандалы и заперли в дальней комнате дворца под постоянным надзором. Ключи Лев забрал себе и, глубоко встревоженный, пошел спать.
Но заснуть он не мог. Повинуясь внезапному порыву, он встал, схватил свечу и поспешил сквозь лабиринт коридоров к камере Михаила. Он обнаружил охранника крепко спящим на полу; узник лежал на убогом ложе и, по всей видимости, тоже спал. Лев тихо удалился, однако он не знал, что в комнате был третий человек. Михаил ухитрился взять с собой одного из личных слуг, который, услышав шаги, спрятался под кровать. Он не мог видеть лица пришедшего, но ему хватило вида багряных сапог, которые мог носить только василевс. Как только Лев ушел, он разбудил своего хозяина и охранника; второй, понимая, какая опасность грозит ему самому, с готовностью согласился помочь узнику. Под предлогом, что Михаил очень хочет покаяться в грехах перед казнью, охранник отправил еще одного надежного слугу Михаила в город, якобы для поиска священника, но на самом деле для того, чтобы собрать его соратников и организовать спасение.
Вскоре план был готов. Существовала традиция: по большим церковным праздникам хор монахов собирался у ворот дворца, прежде чем пойти в часовню Святого Стефана. В то рождественское утро, 25 декабря 820 года, задолго до первых лучей солнца, заговорщики оделись в монашеские рясы, скрыли лица под капюшонами, присоединились к певчим и пошли с ними во дворец. Оказавшись в часовне, они затерялись в темных углах. Вступительный гимн был сигналом к появлению императора, который занял привычное место и присоединился к пению. Заговорщики дождались, пока гимн дойдет до кульминационной точки, и напали. Как ни странно, Лев и совершавший богослужение священник оба надели остроконечные меховые шапки, чтобы защититься от пронизывающего холода. Первым нападению подвергся священник, и эта небольшая отсрочка дала императору возможность схватить тяжелый крест, которым он собирался защищаться. Однако через мгновение ему отрубили мечом руку у плеча, и она покатилась по полу, все еще сжимая в пальцах крест. Лев упал на землю, и следующий удар меча лишил его головы. Убийцы поспешили в камеру Михаила, где, к своему смятению, обнаружили, что не могут отпереть замки на его оковах. Нового императора Византии отнесли к трону и усадили на него в тяжелых железных ножных кандалах. Лишь около полудня во дворец прибыл кузнец с тяжелым молотом и зубилом и освободил Михаила – как раз вовремя, чтобы тот успел доковылять до храма Святой Софии на свою коронацию. Вскоре после этого останки Льва V вынесли из общественной уборной и протащили обнаженный труп до Ипподрома, где выставили на всеобщее обозрение. Оттуда его на муле отвезли в гавань, где ждали императрица и ее четверо сыновей; всех погрузили на корабль, который отвез их в ссылку на Принцевы острова. По прибытии их ждали плохие вести: новый император пожелал, чтобы всех четырех мальчиков кастрировали якобы с целью не допустить мыслей об отмщении.
Было бы большим преуменьшением сказать, что Михаил II Травл взошел на византийский трон с обагренными кровью руками. Конечно, многие другие императоры поступали так же, однако ни один не убивал своего предшественника более хладнокровно и с меньшими основаниями. У Льва V были свои недостатки, однако он многое сделал для восстановления благополучия империи, и, будь у него такая возможность, продолжал бы править твердой и уверенной рукой. Михаил мог оправдать это убийство отсутствием у Льва способностей к управлению не больше, чем религиозными мотивами, так как он разделял взгляды Льва на иконоборчество. Словом, им двигало исключительно тщеславие.