八月十日，也就是即位的第十天，他终于病倒了。次日还坚持处理朝政，大臣们见到皇上“圣容顿减”，大为惊讶。三天后便发生了崔文升进药，促使他病情加剧的事件。崔文升原先是郑贵妃宫中的亲信太监，朱常洛即位后，提升为司礼监秉笔太监，兼御药房太监。朱常洛患病后，郑贵妃指使崔文升以掌管御药房太监的身份，向皇上进奉通利药——大黄，一种药性极为猛烈的泻药。朱常洛服了崔文升送来的药，一昼夜连泻三四十次，支离于床褥之间，顿时趋于衰竭状态，根本无法起床，更遑论处理朝政了。大臣们急忙赶到宫门问安。朱常洛要太监传话：一连几夜无法入眠，一天吃不下一小碗粥，头眩目晕，身体疲软，不能行动。
皇上服用郑贵妃亲信太监崔文升进奉的药而病情加剧的消息传出，外廷舆论汹涌，纷纷指责崔文升受郑贵妃指使，有加害皇上的异谋。由此暴露出郑贵妃从送美女到进药，是预先策划的阴谋。《明史·崔文升传》说：“外廷汹汹，皆言文升受贵妃指，有异谋”；《明史·杨涟传》说：“郑贵妃进美姬八人，又使中官崔文升投以利剂，帝一昼夜三四十起。”
当时郑贵妃还住在乾清宫，与李选侍一起“照管”朱常洛的长子朱由校。朱常洛的外戚王、郭两家发觉郑、李有异谋，向朝中大臣哭诉：“崔文升进药是故意，并非失误。皇长子（朱由校）常常私下里哭泣：‘父皇身体健康，何以一下子病成这样？’郑、李谋得照管皇长子，包藏祸心。”大臣们莫不忧心忡忡，担心一旦皇上驾崩，郑、李控制皇长子（朱由校），实现垂帘听政的阴谋。给事中杨涟、御史左光斗向大臣们倡议：郑贵妃应当离开乾清宫。
杨涟还上了一道奏折，分析皇上“圣躬违和”的原因，指责崔文升违反药理，故意用“相伐之剂”，致使皇上“圣躬转剧”，主张将崔文升拘押审讯，查个水落石出；并且建议皇帝收回进封皇太后的成命。
郑贵妃迫于外廷强大的压力，不得不离开乾清宫，搬往她自己的住所慈宁宫。
八月二十二日，锦衣卫官员传旨：宣兵科给事中杨涟及阁部科道官入宫觐见皇上。听到这一宣召，大臣们以为皇上针对杨涟的上疏，不免为他担心，恐怕遭到廷杖。尚书周嘉谟、孙如游向内阁首辅方从哲游说，希望他能够在皇上面前为之开脱。老资格的方从哲表示愿意为杨涟求情，前提是杨涟必须先认错，他说：“宫中事原不好说，何况如今皇上圣体违和，恐怕怒不可测，须杨公认一错。”周、孙二人把此话传给杨涟，耿直的杨涟却拒绝认错，说：“我不要做乱臣贼子，我没有错！”周嘉谟说：“方老先生是好意。”杨涟说：“岂不知是好意，是为我惜死。伤寒五日不愈则死，死有何可怕？只是‘错’字说不得。”
各位大臣进入乾清宫后，见到皇上虽然面有病容，却和颜悦色，丝毫没有动怒之意。
君臣之间谈了一些公事，然后大臣们把话题转向皇上的病情，希望皇上“慎医药”。
朱常洛回答：“已有十余日不进药了。”表示他本人是非常“慎医药”的，大臣可以放心。周嘉谟抓住机会进言：“医药还是第二义，第一义是皇上清心寡欲，自然不药而愈。”这是在告诫皇上不要过于好色。
朱常洛久久望着大臣们，然后说：“宫中没有什么事。”那意思是说，宫中的情况没有外廷想象的那么复杂，随后把目光转移到他的皇长子身上，说：“哥儿，你说一说。”因为外廷关注皇长子的处境，他让皇长子现身说法，解除大臣们的顾虑。皇长子朱由校说：“宫中无别事，先生们传一传，莫听外边闲说。”儿子与父亲的立场完全一致，希望大臣们不要听信外面的流言蜚语。
这个御前会议，君臣会晤，气氛相当和谐，似乎显示宫中一切风平浪静。但这只不过是一个假象。
八月二十三日，鸿胪寺官员李可灼来到内阁，说有仙丹要进呈皇上。内阁首辅方从哲鉴于崔文升的先例，以为向皇上进药要十分慎重，便命李可灼离去。李可灼不肯就此罢休，二十九日一早，他进宫向太监送药，太监不敢自作主张，便向内阁报告：皇上病情加剧，鸿胪寺官员李可灼来思善门进药。内阁官员断然阻止，告诉太监：他自称仙丹，就不敢信他。
就在这一天，朱常洛在乾清宫召见方从哲等十三名大臣，好像要临危托孤。他向大臣们说：“朕难了，国家事卿等为朕尽心分忧，与朕辅助皇长子要紧，辅助他为尧舜之君，卿等都用心。”接着对身旁的皇长子说：“哥儿说一说。”皇长子说了一句：“先生劳苦，听父皇言。”
朱常洛向大臣们问起“寿宫”之事，显然他已经在考虑自己的后事了。方从哲等人没有一点思想准备，以为皇上提到的“寿宫”是指先帝（明神宗）的安葬事宜，便回答：皇考的陵寝工程正在进行。他马上纠正道：“是朕寿宫。”方从哲等人马上劝说：“圣寿无疆，何遽及此？”他仍再三强调此事要紧，神情黯然。大臣们听得伤心，纷纷哽咽起来，不敢仰视。
正在这时，从屏风后面走出一个小太监，对皇长子耳语一番，皇长子摇头不答应。忽然，一个穿红衣的妇人把皇长子从皇上的御榻前拉走。少顷，皇长子被人从屏风后面推了出来。面色大变，愤愤然向父皇说：“皇爹爹，要封皇后。”尚书孙如游机警地察觉到，这是在传达李选侍的意思，既不便拒绝，也不便完全答应，于是来个折中——封李选侍为皇贵妃，对皇上说：皇上要封李选侍为皇贵妃，臣等不敢不遵命，立即起草册封仪注（册封仪式的日程表）。朱常洛也无意封李选侍为皇后，便漫声应答：起草仪注来
片刻沉寂后，朱常洛突然提到从太监那里得到的消息，问道：“有鸿胪寺官进药，何在？”方从哲回答：鸿胪寺丞李可灼自己说是仙丹，臣等不敢相信。朱常洛不甘心等死，对“仙丹”抱有一线希望，直接命太监召见李可灼进宫诊视。
李可灼奉召前来，为皇上诊视病情，说了病源及治法。朱常洛听了很高兴，命他从速进药。方从哲有点不放心，要李可灼与宫内医官商量后再定。大臣们面面相觑，都不敢明说究竟该不该服用此药。
中午时分，李可灼调制好了红色的丸药，送到皇上的御榻前。朱常洛命群臣一起进来，看着他服用李可灼的红丸，高兴地对李可灼说：“忠臣，忠臣。”看得出来，他虽然已经托付了后事，毕竟心有不甘，希望能够出现奇迹，对李可灼的红丸寄予厚望，丝毫没有怀疑会出什么意外。
群臣退至便殿不久，内侍出来传话：“圣体用药后，暖润舒畅，思进饮膳。”大臣们一颗悬着的心终于放了下来，欢呼雀跃地退出便殿。
到了傍晚，李可灼出宫，来到内阁，对方从哲说：“皇上恐怕药力衰竭，要求再服用一丸。”又说，在旁的御医都以为不宜再服，但是皇上催促很急，只得遵命再让皇上服用一丸。
大臣们关切地询问服用后情形如何？李可灼说：“圣躬安适如前，平善如初。”
情况似乎朝着好转的方向发展。出乎意料的是，到了第二天，即九月初一日凌晨，形势急转直下。朱常洛服用了两粒红色丸药之后，五更时分病情突然恶化，与世长辞。大臣们听到太监的紧急宣召，急忙赶到宫中，皇上已经“龙驭上宾”了。这是任何人都不曾料到的结果。
对于突如其来的噩耗，人们感到惊愕，联系到皇上登极一个月来出现的种种怪现象，舆论顿时哗然。皇上虽然身体羸弱，但并非病入膏肓，假如没有郑贵妃的八名绝色美女，假如没有崔文升进奉的大黄，假如没有李可灼进奉的红丸，断然不至于短短一个月就一命呜呼。
显然有人对于他登上皇帝宝座有所不满，采取这种方法，把他拉下来。而时间只有一个月，短暂得不同寻常。
一切的怀疑又再次都集中到了郑贵妃身上。
文秉《先拨志始》如此概括当时外廷大臣议论的焦点：“宫中（郑贵妃）蛊进美女，上体由是虚损；御医药内阉崔文升复投相反相伐之剂，给事中杨涟已具疏论其合谋弑逆。至是，以服（李）可灼药，遂至大故。籍籍之口，遂渐不可解。”这段话言简意赅，却抓住了所谓红丸案的要害。
其实朱常洛之死完全是人为安排的三部曲：第一步用八名美女使他身体亏损；第二步用大黄药使他身体虚脱；第三步用红丸加速死期到来。所谓红丸，是红铅金丹，又称三元丹，由红铅、秋石、人乳、辰砂炮制而成。大黄性寒，红铅性热，两者同时用于纵欲过度的身躯，结果只能是一命呜呼。稍懂药理的人决不会采用崔文升、李可灼的药方，来治朱常洛的疾病。对此，御史王安舜弹劾李可灼的奏疏分析得很清楚：“先帝（朱常洛）之脉雄壮浮大，此三焦火动，面唇紫赤，满面升火，食粥烦躁。此满腹火结，宜清不宜助明矣。红铅乃妇人经水，阴中之阳，纯火之精也，而以投于虚火燥热之疹，几何不速亡逝乎？”
崔文升、李可灼已经暴露在外，人们在寻找幕后策划之人，不约而同地集中到郑贵妃与方从哲身上。郑贵妃的嫌疑最大，自然难脱干系。但与方从哲又有何相干？这当然是人们从他在处理此案的态度上推论出来的。当王安舜弹劾李可灼“庸医杀人”之罪时，方从哲仅仅票拟“可灼罚俸一年”，以后又改为“驰驿回籍”。简直轻描淡写到令人难以置信的地步，似乎有意包庇。当御史郑宗周奏请“寸斩崔文升”时，方从哲又从轻票拟：“着司礼监议处。”这简直是在开玩笑，崔文升本人就是司礼监秉笔太监兼任御药房太监，“着司礼监议处”岂不是让他们自己处理自己？
于是，议论蜂起，群情激昂，以为崔文升、李可灼罪责难逃，而方从哲千方百计予以回护，难免有同党合谋之嫌疑。
郑贵妃进奉美女，又指使崔文升进药，蛛丝马迹暴露无遗，但李可灼是否受她指使，在已有的文献中找不到依据，人们只是猜疑而已。至于方从哲是否合谋，也缺乏直接证据，但是他作为政府第一把手，负有不可推卸的责任，是毫无疑问的。给事中惠世扬就这样指责方从哲：“郑贵妃包藏祸心，先帝（朱常洛）隐忍而不敢言。封后之举，满朝倡仪执争，（方）从哲两可其间。是徇平日之交通，而忘宗社之隐祸也”“崔文升轻用剥伐之药，廷臣交章言之，（方）从哲何心加曲庇”云云。礼部尚书孙慎行、都察院左都御史邹元标等有影响的大臣也纷纷追究方从哲的责任，一时间沸沸扬扬，置方从哲于百口莫辩的境地。
幸亏内阁次辅上了一个奏疏，把红丸呈进的经过公之于众，与闻其事的张问达（新任吏部尚书）、汪应蛟（新任户部尚书）证实了韩煽的说法，才使方从哲摆脱了困境。不过，郑贵妃在红丸案中所扮演的角色，始终留在人们的怀疑之中。
一系列离奇蹊跷之事，接二连三地发生在明神宗死后一个月之中，看起来似乎与他无关，其实不然。人们透过历史的迷雾，依稀窥见明神宗阴魂不散，郑贵妃正是利用明神宗生前对她宠幸的特殊地位，摆弄着即位仅仅一个月的明光宗朱常洛的命运。因为这种关系，朱常洛虽然登极当了皇帝，仍然未能摆脱笼罩了他几十年的厄运。对于他而言，当太子固然不易，当皇帝则更难。皇帝的宝座似乎与他无缘，仅仅坐了几天，就一病不起，一个月以后病故，皇帝宝座传给了他的儿子——明熹宗朱由校。
郑贵妃的疑点却由于后来的“移宫案”而愈发明朗化。她在被迫从乾清宫搬往慈宁宫以后，把赌注押在李选侍（明熹宗朱由校的养母）身上。朱由校的生母王才人死后，明神宗疼爱长孙，命李选侍抚养。李选侍与郑贵妃关系密切，郑力图为李请封皇后，李则为郑请封皇太后。此事还未办成，明光宗驾崩，册封企图落空。照例李选侍应该从乾清宫搬出，但是她效法郑贵妃的榜样，赖在乾清宫不走。其意图很明显，迫使朱由校在即位后，册封她为皇太后，郑贵妃为太皇太后，由这两个女人实行双重的垂帘听政。据许熙重《宪章外史续编》记载，朱由校即位后说，李选侍命太监李进忠（后来改名为魏忠贤）传话：“每日章奏，必先奏看过，方与朕览，即要垂帘听政处分。”为此，郑贵妃与李选侍合谋，把朱由校控制住，目的就是垂帘听政。正如《先拨志始》所说，郑、李二人“欲邀封太后及太皇太后，同处分政事”。由于杨涟等大臣的针锋相对的斗争，迫使李选侍移宫，粉碎了她们垂帘听政的阴谋。
这些事情为理解“红丸案”提供了最好的注解。
