Demonstrasi di kota Timișoara pecah karena usaha pemerintah Rumania untuk mengusir pastor Hongaria László Tőkés. Tőkés dituduh menghasut kebencian etnis oleh pemerintah. Anggota kongregasi etnis Hongaria mengelilingi apartemennya untuk menunjukan dukungan mereka kepada Tőkés. Pelajar Rumania lalu bergabung dalam demonstrasi, yang menyebar menjadi demonstrasi anti pemerintah. Militer, polisi dan Securitate mulai menembaki demonstran pada 17 Desember 1989. Pada 18 Desember 1989, Ceaușescu berkunjung ke Iran, menyerahkan tugas meredam revolusi di Timișoara kepada subordinatnya. Pada saat kembalinya Ceaușescu pada 20 Desember, situasi menjadi semakin tegang.

Pada 17 Disember 1989, Ceaușescu mengarahkan pasukan tenteranya agar menembak para penunjuk perasaan anti-pemerintah di Timișoara yang dilihat mengancam kedudukannya dalam politik, lalu banyak kematian dan kecederaan. Berita yang membongkarkan beliau sebagai pihak yang bertanggungjawab atas pembunuhan tersebut mengakibatkan rusuhan besar-besaran dan kekacauan awam yang merebak di seluruh negara.[10] Kesemua kejadian kemudiannya dikenali sebagai Revolusi Romania, iaitu satu-satunya penggulingan anti-komunis yang ganas dalam kalangan kebangkitan rakyat yang berlaku serata benua Eropah pada tahun 1989.[11]

Segala huru-hara yang melanda Romania memuncak pada pagi tanggal 21 Disembe di mana, Ceaușescu mula memberikan pidatonya yang menekankan "keberhasilan revolusi sosialis Romania". Selama pidato berlangsung, orang ramai mula mengolok-olok Ceaușescu. Ada beberapa lainnya mulai berteriak "Ti-mi-șoa-ra! Ti-mi-șoa-ra!" Tiba-tiba terdengar suara bom dan senapan, dan kekacauan mula meletus. Ceaușescu dan istrinya panik, dan bersembunyi di dalam sebuah bangunan. Pada ketika ini revolusi telah menjadi kuat dengan datangnya mengenai kematian mencurigakan menteri pertahanan Vasile Milea (yang ternyata adalah bunuh diri), pihak militer, yang percaya bahwa Milea dibunuh, memutuskan bergabung dalam revolusi. Ceaușescu mencoba untuk memberikan pidato pada massa yang berkumpul di depan bangunan Komite Pusat. Namun, massa mulai melemparinya dengan batu dan benda keras lainnya dan memaksa masuk ke gedung tersebut, kemudian mengejarnya.

Nicolae dan isterinya Elena melarikan diri dari ibu kota Bucharest menaiki helikopter mereka namun ditangkap oleh anggota tentera yang berpaling tadah. Mereka segera dihukum mati pasukan penembak[12] setelah dibicarakan dan didapati bersalah atas dakwaan sabotaj ekonomi dan pembunuhan beramai-ramai[13] pada 25 Disember tahun yang sama. Jawatan beliau diambil alih oleh Ion Iliescu, salah satu tokoh yang memainkan peranan utama dalam revolusi negara tersebut. Hukuman mati dihapuskan tak lama kemudian.[14]