در 24 مرداد ماه محمدرضا شاه به تردیدهای خود پایان داد و سرانجام فرمان عزل نخست وزیری دکتر مصدق و انتصاب فضل اللّه زاهدی را امضا کرد. در ساعت یک بامداد روز 25 مرداد، نصیری که حامل نامه عزل دکتر مصدق بود، به خانه وی رفت ولی بلافاصله به دستور دکتر مصدق بازداشت شد. بعد از این قضیه محمدرضا شاه از ایران فرار کرد. با فرار شاه به بغداد و سپس رُم، در سراسر کشور تظاهرات عمومی برپا گردید، مجسمه های شاه و پدرش به پایین کشیده شد و عکس های او از اداره ها جمع آوری شد. در تجمع بزرگی که در میدان بهارستان برپا شد، دکتر حسین فاطمی وزیر خارجه اعلام کرد: نظام سلطنتی باید برچیده و حکومت جمهوری برپا شود، شاه ایران روی ملک فاروق مصر را سفید کرده است. البته این موضع شخصی فاطمی بود و دولت دکتر مصدق نسبت به فرار شاه از کشور، موضع خاصی را نشان نداد.