Cuộc đại thanh trừng mang tên Cách mạng văn hóa không những đã loại Lưu Thiếu Kỳ mà luôn cả những kẻ đã từng thách đố Mao Bành Đức Hoài, Lý Lập Tam (Li Lisan) cùng bà vợ người Nga, Lạc Phủ (Lo Fu). Một chuyện đáng để ý là khi toán nổi loạn đầu tiên được gửi bắt Bành đã bị Bành thuyết phục mà quay sang ủng hộ ông. Người này bị Mao bắt bỏ tù, nhưng cho biết là ông không hề hối hận đã bênh vực Bành.

Bành Đức Hoài bị lôi đi làm mục tiêu cho hàng ngàn cuộc biểu tình hạ bệ uy tín ông. Có lần ông bị đá gẫy xương sườn, nhiều lần ông bị ngất xỉu. Ông cũng bị tra vấn về những liên hệ giữa ông và Liên xô. Ông bị hành hạ như vậy cho tới chết (tháng 11-1974) tám năm sau. Cũng như Lưu, xác ông bị đốt dưới một cái tên khác và cái chết của ông cũng như Lưu không được công bố khi Mao còn sống.

Tới giữa năm 1967 Mao đã thanh trừng hàng triệu đảng viên "khuynh hữu" và thay thế họ bằng sĩ quan quân đội. Thế nhưng quân đội vốn có trật tự, họ không tàn ác như những kẻ nổi loạn và cũng không tin tưởng là những kẻ nổi loạn lại có thể làm được việc, nên họ đã thuê mướn lại những người đã bị sa thải trước kia. Tại Vũ Hán chẳng hạn, tư lệnh quân đội là tướng Chen Zaidao đã sử dụng lại một số lớn các nhân viên đã bị sa thải trước kia, và ông đã giải tán một số băng đảng nổi loạn và bắt giữ những kẻ chủ mưu. Ông cũng ra mặt bênh vực một tổ chức quy tụ cả triệu những người trung dung, không theo phe nổi loạn. Tháng 7-1967 Mao tới Vũ Hán thanh tra. Ông nghĩ rằng sự có mặt của ông ở đây sẽ khiến tướng Chen khiếp sợ, thế nhưng ông không ngờ tướng Chen lại cứng đầu mà cho là mình đang làm đúng.

Ngày hôm sau xảy ra một chuyện chưa từng nghe tới: hàng ngàn người của nhóm trung dung cùng với cảm tình viên trong quân đội đổ ra đường biểu tình. Khi họ được cho biết là Mao kết án nhóm của họ là "bảo thủ" thì cuộc biểu tình nổ lớn. Hàng chục ngàn người trang bị gậy gộc, cùng với cả ngàn quân sĩ có súng ống, biểu tình quanh tư dinh Mao. Dù không ai có can đảm tấn công Mao, họ bắc loa tố cáo Giang Thanh và nhóm của bà đả lấn quyền. Một nhóm nhỏ đã xông vào trong tư dinh Mao và bắt đi một thành viên của nhóm Giang Thanh là Wang Li. Đây là lần đầu tiên trong 18 năm Mao thật sự sợ hãi: Ông bắt Chu Ân Lai phải cấp tốc bay lên (từ Bắc Kinh) cùng với 200 hộ vệ quân và hộ tống Mao trốn ra cửa sau vào lúc 2 giờ sáng (ngày 21-7-1967).

Dĩ nhiên sau đó tướng Chen cùng với thuộc hạ bị bắt và thay thế bởi những người biết nghe lời hơn. Nhưng một chuyện đáng nói tiếp là nhóm Chen bị áp tải tới Bắc Kinh, và họ bị trói ké và bị đánh đập dã man không phải ở một nhà tù nào mà ở ngay giữa phiên họp của bộ chính trị ĐCSTQ, cơ quan cao nhất của ĐCS và nhà nước Trung quốc. Đây là chuyện xảy ra lần đầu tiên trên thế giới, dù đó là thế giới tự do hay thế giới găng tơ của Mao. (LND: Trùm găng tơ Al Capone dùng gậy côn cầu (baseball) đập chết thuộc hạ của mình ngay giữa phiên họp. Có lẽ là Mao bắt chước chăng?)

Cuộc nổi dậy ở Vũ Hán đem đến cho Mao một kết luận: 75% sĩ quan quân đội không đáng tin cậy. Thế nhưng đã vừa thanh trừng giới dân sự xong, nếu bây giờ thanh trừng luôn quân đội thì sẽ có quá nhiều kẻ thù và dùng ai để thanh trừng quân đội? Mao phải kiếm một con dê tế thần để xoa dịu những căm phẫn đang dâng lên trong quân đội, sau cuộc thanh trừng tướng Chen. Con dê đó là Wang Li, người bị nhóm nổi dậy bắt cóc ngay trong tư dinh Mao ở Vũ Hán. Sau khi tướng Chen bị bắt, Wang Li được Chu Ân Lai đích thân tới nhà tù thả ra, ôm hôn và đưa về Bắc Kinh. Tại phi trường Bắc Kinh anh hùng Wang Li được chào đón bởi một đám đông đến cả mấy chục ngàn người. Sau đó Wang Li lại được cả triệu người chào mừng ở Thiên An môn. Một tháng sau, Wang Li bị Mao ra lệnh bắt giam.

Khi thấy sự kiện bắt giam Wang Li không giải quyết được vấn đề gì, Mao đành chọn một giải pháp thứ hai: Mao giao cho Lâm Bưu được quyền thành lập thêm một cơ quan mới, đặt tên "Văn phòng hành chánh" để điều khiển quân đội. Cơ quan này do vợ Lâm Bưu và một số sĩ quan thân tín của Lâm Bưu điều khiển. Những sĩ quan này, cũng như những người lãnh đạo khác trong quân đội đều do Lâm Bưu, chứ không phải Mao, chỉ định. Mao đã có lần cắt cử một viên tướng tâm phúc của mình là Yang Chengwu làm Quyền Tổng Tham mưu nhưng Lâm Bưu không chịu. Mao chỉ còn giữ lại một quyền hành: Lâm Bưu muốn di chuyển quân phải có sự đồng ý của Mao. Lâm Bưu bổ nhiệm một viên tướng trẻ măng làm Tổng Tham mưu quân đội, Hoàng Vĩnh Thắng. Ông này sau này thành tình nhân của Diệp Quần, vợ Lâm Bưu. Lâm cũng bổ nhiệm đứa con trai 24 tuổi của mình làm phó cho cục chiến tranh của không quân và ra lệnh cho không quân phải báo cáo mọi chuyện với y cũng như phải nghe lệnh của y.

Cuộc Cách mạng văn hóa của Mao mà mục đích chính là tàn sát cánh hữu (còn gọi là bảo thủ) do chính phủ bảo trợ đạt đến cao điểm vào năm1968 đã ra ngoài tầm kiểm soát của Mao khi ông ra lệnh cho các phe phái "cánh tả", "trung dung" và "bảo thủ" ngừng đánh nhau mà không ai nghe. Nhiều cuộc đánh giết nhau xảy ra giữa các nhóm liên can đến hàng trăm ngàn người. "Cánh tả" có nhiều ưu thế vì được Mao phát cho súng đạn, nhưng các nhóm khác cũng có những cách của họ để có được súng. Với súng trong tay, ai cũng có thể trở thành ăn cướp. Không ai còn muốn đi làm công nữa. Nền kinh tế TQ có cơ nguy sụp đổ. Mọi công trình kỹ nghệ, quân sự, ngay cả kế hoạch nguyên tử, cũng bị ảnh hưởng. Để chấm dứt tình trạng này Mao ban lệnh giải tán các nhóm sinh viên học sinh và đưa họ đi làm ở các làng mạc và nông trường xa xôi. Mao cũng dùng quân đội đàn áp các nhóm khác. Tuy thế cũng phải mất cả năm mới ổn định tình hình.

Đầu năm 1969 Mao triệu tập đại hội đảng lần thứ 9, khi bộ máy quyền hành của ông hoạt động trở lại. Các đại biểu được lựa chọn dựa vào lòng trung thành, mà thước đo lòng trung thành này là sự tàn ác và dã man của họ đối với kẻ thù trong cuộc Cách mạng văn hóa. Khi Mao đọc diễn văn, đám đại biểu này không ngớt ngắt lời Mao bằng cách tung hô "Mao Chủ tịch muôn năm", Mao phải cần 20 phút mới đọc xong hai trang giấy. Bực mình vì chuyện này, Mao phải ra lệnh cho thư ký đại hội ra một điều luật cấm hoan hô không có phép.

Thành phần lãnh đạo mới dưới quyền Mao gồm có Lâm Bưu, Chu Ân Lai, Trần Bá Đạt (Chen Boda), Khang Sinh (Kang Sheng), hai người này được thưởng công vì vai trò của họ trong cuộc Cách mạng văn hóa. Giang Thanh được đưa vào Bộ chính trị cùng với Diệp Quần và người tình của bà Hoàng Vĩnh Thắng. Lâm Bưu chính thức thành nhân vật số hai của ĐCSTQ.

Mao thành công cuộc thanh trừng vĩ đại nhất lịch sử TQ, dù rằng những cuộc giết chóc vẫn tiếp diễn cả 10 năm sau. Cuộc Cách mạng văn hóa đã giết chết khoảng 3 triệu người. Các nhà lãnh đạo TQ sau Mao xác nhận khoảng 100 triệu người, tức 1/9 dân số TQ, bị thiệt hại cách này hay cách khác vì cuộc Cách mạng văn hóa. Những cuộc giết chóc, tra tấn và khủng bố này được nhà nước Trung quốc bảo trợ. Chỉ một số rất nhỏ bị giết bởi hồng vệ binh trong cuộc khủng bố, phần lớn còn lại là công trình trực tiếp có chỉ đạo của Mao.