В то время как ЦРУ разрабатывало свои планы по устранению Мосаддыка, экономическая ситуация в Иране продолжала ухудшаться. Двухлетние потери от сократившегося нефтяного экспорта создали тяжкое давление на госбюджет. Иранские клерикалы, муллы, зависящие от государственных субсидий, заволновались. Вместе с другими фракциями Народного фронта они стали выступать за переговоры с Англо-иранской компанией по поводу ее последнего предложения — делить доходы от нефти пополам. Они не понимали, что условия вовсе не так просты. Англо-иранская компания настаивала на возмещении своих потерь от двух лет запрещения продажи нефти, а также доходов от простаивавшей нефтеперерабатывающей промышленности. В этот момент, когда планы ЦРУ не были доработаны до конца и еще не представлены президенту для одобрения, генерал Фазлолла Захеди пришел в американское посольство в Тегеране и запросил о встрече с послом. Захеди сообщил послу, что военные под его руководством уже готовы совершить переворот и свергнуть Мосаддыка, при условии, что правительство США поддержит генерала. Когда посол передал эту информацию в Госдепартамент, там увидели в Захеди недостающее звено успешного переворота. ЦРУ решило поставить на Захеди взамен Мосаддыка. К июлю 1953 года план был разработан и одобрен Эйзенхауэром и Черчиллем.
План состоял из четырех стадий. Во-первых, на 1 миллион долларов должна была проводиться массивная пропаганда с двойной целью: подорвать популярность Мосаддыка и стращать угрозой коммунистического переворота в правительстве. Во-вторых, шах должен был отправить в отставку Мосаддыка с поста премьер-министра. Следующим шагом были организованные и проплаченные уличные беспорядки. Наконец, шах назначает Захеди премьер-министром. На бумаге этот план выглядел безупречным, так сказать, «фул пруф» («дуракозащищенный»). Однако ЦРУ недооценило Мосаддыка. Как министр обороны, он сместил офицеров, которые были верны шаху, и заменил их своими людьми. В результате всплыли обстоятельства заговора. Поскольку по конституции премьер-министр не мог занять свою должность без полного одобрения меджлиса (парламента), Мосаддык организовал референдум, где голосующие должны были выбирать между роспуском меджлиса и отставкой кабинета министров. Результаты голосования показали преобладающую поддержку кабинета Мосаддыка. Как только результаты референдума вступили в законную силу, Мосаддык распустил меджлис.
Поскольку первые три ступени «дуракозащищенного» плана ЦРУ уже были отстреляны, оставалось только попробовать четвертую — чтобы шах назначил Захеди премьер-министром. Шах сделал это. Но хитроумный замысел Мосаддыка сработал.
Без одобрения уже распущенного меджлиса премьер-министр не мог быть утвержден в своей должности. Несмотря на повторяющиеся срывы плана, один полковник Национальной гвардии попытался предъявить Мосаддыку декрет от шаха, который освобождал его от поста. Но так как планы заговорщиков в армейских кругах уже стали известны, полковник был арестован, а большинство офицеров остались верны Мосаддыку. На следующий день улицы Тегерана наводнила беснующаяся толпа. Опасаясь за жизнь свою и своей семьи, шах спешно вылетел в Багдад, а затем оттуда — в Рим. Офицеры, вовлеченные в заговор, были арестованы, но не Захеди, который успел бежать из столицы. И именно в этот момент, когда власть в стране была прочна как никогда, Мосаддык совершает крупный промах. Вместо того чтобы послать верные ему части для поисков и ареста Захеди, он приказал им вернуться в казармы. Только Захеди мог спасти любительский план, состряпанный в ЦРУ. Он выждал четыре дня, пока не убедился, что верные Мосаддыку части вернулись в казармы и находятся вне непосредственной досягаемости до столицы. Тогда, вместе с несколькими верными офицерами и армейскими частями, все еще лояльными ему, он окружил дом Мосаддыка и попытался арестовать его. Через тайный ход в своем жилище Мосаддык сумел ускользнуть. Когда население Тегерана узнало, что дом Мосаддыка в осаде, оно высыпало на улицы в стремлении спасти своего лидера. Захеди отдал приказ стрелять по толпе шквально. За короткий промежуток времени погибло 300 гражданских лиц и сотни были ранены. Видя, что без наличия верных ему подразделений будет продолжаться бесконтрольное уничтожение мирных жителей, Мосаддык решил сдаться на милость Захеди.
Захеди, опасаясь того, что гражданский суд оправдает и освободит Мосаддыка, решил предать его военному трибуналу. Хотя премьер-министр выступал собственным адвокатом, приговор военного суда был вполне предсказуем. Мосаддык был признан виновным и приговорен к трем годам заключения в одиночной камере. По окончании этого срока он был помещен под домашний арест в своем деревенском поместье.