貞觀十三年（639）九月，西華觀道士秦世英向唐太宗上疏密告，稱法琳的《辯正論》批判老子，實乃“訕謗皇宗，罪當罔上”。太宗聽信讒言，盛怒之下立即下令逮捕法琳。法琳知道後，毅然前往州府自首，身遭拘押。是年冬十月丙申日，太宗遣刑部尚書劉德威、禮部侍郎令狐德芬、侍禦史韋驚、司空毛明素等朝中大員赴州獄勘問法琳，眾人就《辯正論》之文提出詰難，而法琳據詞以對，反而使得他們折服。劉德威等人的審問和法琳的答辯均記載於《唐護法沙門法琳別傳》之中。此外，毛明素曾作詩一首送於法琳，詩曰：
冶長倦縲絏，韓安歎死灰。
始驗山中木，方知貴不材。
法琳也寫了一首詩還贈於毛明素：
叔夜嗟幽憤，陳思苦責躬。
在餘今失候，枉與古人同。
草深難見日，鬆迥易來風。
因言得意者，誰複免窮通。
毛明素在詩中，引用了孔子的弟子公冶長和西漢名將韓安國曾蒙冤入獄的事跡來勘驗法琳，法琳則以嵇康和曹植亦曾受冤之事來應對，申明了自己毫不退縮的誌願。毛明素接到贈詩，十分驚異，歎曰：“嗟乎！相知之晚也！”
唐太宗接到了勘問法琳的報告，深感詫異，決定把他召至宮中親自審問。太宗質問法琳：“世人均知我們李家本係出於老子李耳，末葉承嗣，起自隴西，你為什麼偏偏要批判老子的道教呢？如果回答不上來，即是死罪；回答得上來，就可免死。”於是法琳說：“春秋時期的魏國琴師師經曾對魏文侯說過：‘堯舜之君唯恐無言，桀紂之君唯恐有言。’東方朔也曾對漢武帝說：‘臣生亦言死亦言。’而我法琳今天麵見的是像堯舜這樣的明君，怎麼可能沒有話要講呢？拓拔達閣就是唐朝的李氏，陛下之李即其後裔，並非老子的後代隴西之流。”唐太宗聽了法琳的回答之後勃然大怒，豎目動顏，嗬斥道：“你爬毀朕的祖宗，謗黷朕的先人，若不殺你，理有不恕！”法琳毫不畏縮，仍據理力爭，堅持自己的意見。在與法琳對問了二百餘條之後，太宗雖有餘怒，而內心卻也被深深折服，加之先前曾有“無言即死，有說即生”的條件，太宗也無法立即下令將他處死，遂又遣返牢獄。幾天之後，太宗專門對法琳下敕書說：“你所著《辯正論·信毀交報篇》說：‘有念觀音，臨刃不傷’，且赦你七天時間來念觀音，看看臨刑的時候，到底傷不傷得了。”狡猾的唐太宗巧妙地判處了他的死刑，法琳訴仰無路，七日之內隻是“緣生來所聞經教及三聖尊名，銘誦心府”。牢中，法琳曾仰望窗外朗月，覺悟浮生如夢，因言誌雲：
草命如懸露，輕生類轉蓬。
所嗟明夜月，難與古人同。
到了第七天，刑期將至，法琳麵對死亡，卻依然“神思彯勇，橫逸胸懷，歡慶相尋，頓忘死畏”。唐太宗又遣人下敕書說：“今赦期已滿，當至臨刑，有何所念？念有靈否？”法琳回答：“七日以來，不念觀音，惟念陛下。”使者將他的對答回複太宗，太宗驚奇，當即派禦史韋悰去詢問法琳：“有詔令念觀音，何因不念，乃雲惟念陛下？”法琳援筆回答道：
伏承，觀音聖鑒，塵形六道，上天下地，皆為師範，然大唐光宅四海，九夷奉職，八表刑清，君聖臣賢，不為扛濫，今陛下子育，恒品如經，即是觀音。既其靈鑒相符，所以惟念陛下，但琳所著正論，爰與書史倫同，一句參差，任從斧鉞，陛下若順忠順正，琳則不損一毛；陛下若刑濫無辜，琳則有伏屍之痛。
法琳的回答彰顯著睿智，“陛下若順忠順正，琳則不損一毛；陛下若刑濫無辜，琳則有伏屍之痛”正是對唐太宗“且赦七日，令爾念之，試及刑期，能無傷否”的一段話最有力的辯解。這種以子之矛攻子之盾的方式讓太宗語塞，同時“陛下即是觀音”的回答又讓太宗感到十分高興。有人將法琳的回答稱之為詭辯，殊不知，“念觀音者，臨刃不傷”出自於佛教經典《法華經·觀世音菩薩普門品》，而《普門品》中亦有“若以何身得度者，觀世音菩薩即現何身而為之”的語句。臨刑之時的法琳命懸於唐太宗之手，更是隻有“惟念陛下”才能“得度”。法琳正是將平生所學，用在了千鈞一發之際。這一段曆史被後人傳為千古佳話。
在貴族社會末期，唐朝統治者曾三次編撰《氏族誌》以鞏固自己的政權，第一次便是在貞觀初年由唐太宗本人欽命的。然而負責主持撰修譜牒的高士廉等人沒有領會到太宗的真實意圖是為了抬高新士族的地位，卻仍然按照南北朝以來的傳統，把山東的崔、盧、李、鄭等士族列為第一等，這讓太宗十分生氣，責令重新修改，直至貞觀十二年方告完成。而在《氏族誌》剛剛頒布不久，法琳卻在與李世民的證詞中考證李氏家族的祖先為胡人，將其自封的祖先老子稱為“單眼、跛腳的乞丐”，無疑是給了李氏家族一個極大的難堪。而法琳又剛直不阿、據理以爭，使得李世民起了殺人滅口之心。幸好後來又有機智的答辯，不然肯定免不了“伏屍之痛”。值得一提的是，法琳對李唐氏族的考證是現代學者普遍認同的。