调露二年（680）八月，李贤被废，翌（yì）日，三子李显继为皇太子。弘道元年（683）十二月，56岁的唐高宗死去。遗嘱皇太子继帝位，军国大事听从皇后处理。这又为武则天上台铺下坦途。李显继帝位，号中宗，尊武则天为皇太后，以裴炎为宰相。
武则天能够容忍李显继帝位，是由于李显不及他两个哥哥聪明，即使称了帝，也容易控制。而且此时她称帝的时机还不成熟，外廷尚未完全控制住。
嗣圣元年（684）二月，武则天又借故将继位不到两个月的唐中宗废为庐陵王，幽禁于深宫。再立四子李旦继皇位，是为唐睿（ruì）宗。原来中宗上台后，打算升迁岳父韦玄贞当宰相，顾命宰相裴炎不同意，这位年轻的皇帝不明白自己的傀儡地位，还摆架子说：“我要把天下都给韦玄贞，又有什么不可，何况一个侍中呢？”裴炎告知了武则天，武则天便马上召集百官到乾元殿，一句话便使他失去了皇位。
武则天虽让李旦继承皇位，但不准他参予政事处理，自己临朝专政，由此开始了改朝换代的准备。
有个官员徐敬业被武则天降职，借这个由头，在扬州起兵反对武则天。武则天找宰相裴炎商量。裴炎说：“现在皇帝年纪大了，还不让他执政，人家就有了借口，只要太后把政权还给皇帝，徐敬业的叛乱自然会平息。”
武则天认为裴炎跟徐敬业一样，都想逼她下台，一气之下，就把裴炎打进牢监，又派出大将带领30万大军讨伐徐敬业。铲平了这场叛乱。
接着，又有两个唐朝宗室——越王李贞和琅琊王李冲起兵反对武则天，也被武则天派兵镇压了。
经过这两场兵变，全国恢复了安宁，没有人再敢反对武则天。武则天巩固了她的统治，就不满足太后执政的地位。
有个和尚猜到了太后的心思，伪造了一部佛经，献给武则天。那部佛经里说，武则天本来是弥勒佛投胎到人世来的。佛祖派她下凡，就是要让她代替唐朝皇帝统治天下。
又过了几月，有个官员名叫傅游艺，联络了关中地区900多人联名上书，请求太后即位称帝。武则天一面推辞，一面提升了傅游艺的官职。结果，劝她做皇帝的人越来越多。据说当时文武官员、王公贵族、远近百姓、各族首领、和尚道士，上劝进表的有六万多人。
载初元年（690年）武则天接受大家的请求，自称圣神皇帝，改国号为周，成为中国历史上惟一的女皇帝。
任用酷吏打击异已
武则天要在中华这样一个古老的封建大国建立和巩固自己作为女主的地位，反对的力量是很强的。公开的起兵叛乱虽然被镇压下去了，但毕竟还有一股潜在政治势力，时刻在威胁着她及新王朝的生存。而且，朝廷内外反武言行极为普遍，如狄仁杰的姨母卢氏不许儿子“事女主”，连自己的亲信刘祎（yī）之也劝她“返政”以安人心。面对这些潜在的反对力量，武则天如坐针毡，深为新建王朝担忧。
正在这时，侍御史鱼承晔（yè，27名酷吏之一）的儿子鱼保家奉献“良策”：在朝堂上设置铜匦（ɡuǐ），收受天下投书。
武则天接受建议，诏令造四个铜匦，分别涂上青、丹、白、黑之色，分列于朝堂。称为“招恩”、“诏谏”、“伸冤”、“通玄”。受理天下告密文书。这项措施目的虽然在于加强政治控制，但对广开言路，通达下情也不无作用。
为了方便告密者，武则天又诏令各州县，凡有欲进京投书告密者，沿途给予驿马和五品官待遇。告密者不分贵贱，一律接见。告密属实升官赏赐，不实者也不追究。一时间，四方告密者蜂拥而来，进京投书告密者络绎不绝络绎（yì）不绝：形容行人车马等来来往往，接连不断。。
武则天通过这个告密制度，很快物色到一批酷吏。其中，索元礼、周兴、来俊臣最为臭名昭著臭名昭著：坏名声很显著，人人都知道。。这些人大都出身无赖，性情残忍，专以告密陷害为事。来俊臣和万国俊等还专门编写了一部造心著《罗织经》，作为培养新酷吏的教材。
他们创造了名目繁多的审讯酷法，如“仙人献果”，“玉女登梯”，“方梁压髁（kē）”，“凤凰晒翅”，“猕猴钻火”等等。还发明了十个大枷（jiā），也命以不同的名堂：定百脉、喘不得、突地吼、失魂魄、死猪愁、求即死。这些骇人听闻骇人听闻：使人听了非常震惊。的酷刑，使囚犯吓得汗流浃背，宁肯自杀也不愿受刑。
这样，一套完整的执行恐怖政策的制度和机构建立起来了。在恐怖政策下，武则天放手任用酷吏，被杀和遭流放者动辄（zhé）几十、几百，甚至上千人。
李唐宗室是酷吏们打击的主要对象。宗室们不甘心先帝的事业落在异族女性手里，极端仇视武则天。反抗越烈，打击越重。宗室子孙除李显、李旦及其子女尚能保全外，其余的或被杀、或自杀、或流放。这样，武则天正式登基称帝时，李唐宗室就全然无力组织反抗了。
酷吏们打击的另一对象便是元老大臣。这些人每每以一李唐臣自居，以匡救社稷为己任，对武则天的“倒行逆施”深恶痛绝。因此，武则天对他们防范很严，只要稍露形迹，甚至只凭诬告，就对他们下手。武则天临朝称制期间，做宰相的共24人，在6年中，被杀或贬流罢相的就有17人。宰相班子在武则天的酷政下频繁地变动，造成当武则天篡唐时，朝臣中竟难以形成一个反对武则天的中心。
但是，武则天毕竟是一位成熟的政治家，她任用酷吏是有限度的。27名酷吏除傅游艺外，只是让他们执法而不给与他们执政大权。在司法机构中又保留了狄仁杰、徐有功、杜景佺（quán）、李日知等一批执法平允平允：公平适当。的良吏。尽管这批能干优秀的大臣被酷吏们视为眼中钉，一再受到诬陷，但总是受到武则天的亲自保护，这对整个政局的稳定起了重要作用。武则天就用这种平衡的办法，加强自己的统治。
然而，酷吏的滥杀也引起朝臣们人人自危，形成新的危机。武则天为缓和政局，便将这些酷吏当作替罪羊，一一杀之以平民愤。酷吏的残暴最后落得个引火烧身的下场。武则天运用其铁的手腕，残忍的性格，实行了十余年的酷吏政治。武则天要以女性来巩固自己既得的权力，进而保证在皇位争夺中稳操胜券稳操胜券：比喻有充分的把握取得胜利。，酷吏政治取得了预想的效果。杀人虽多，却没有动摇她的统治基础，相反得到了更广泛的庶族势力支持。这是由于武则天所杀的反对派，大都是那些不赞成她称后称帝的李唐宗室和掌大权享高位的士族，在客观上抑制了士族势力，扶持了庶族势力。这也是武则天政权得以巩固的重要原因。
复立李储逊位而终
在自己的政权巩固以后，取消了酷更，政治气氛也慢慢的缓和了，但武则天没有感到舒心，因为立谁为太子的问题一直困扰着她。
武则天改唐为周，立即起用武氏子侄为宰相、为将军，臣下有功也赐给武姓，又免去天下武姓的田赋，改文水县为武兴县，追封武氏先人，上谥号，立庙宇。显然，她是想传位给武氏子孙。
以武承嗣、武三思为首的武家子侄们更是跃跃欲试，甚至勾结酷吏迫害李氏宗室。武承嗣对皇嗣李旦的地位提出公开挑战。
武则天意识到，解决好太子问题，是进一步稳定政局的关键。
狄仁杰、李昭德等几位有见识的宰相坚决反对立武氏为皇嗣。武则天伤透了脑筋：立本家子侄为皇储，可以保全她的武周政权，但继位的人是不会把她作为先祖供奉太庙的；而立儿子为储君，可以同夫君共享子孙的祭祀，得到名正言顺的皇后位置，但这又必然使自己重新回到她亲手打破的传统中去。
一天，74岁高龄的武则天对狄仁杰说：“昨天夜里，朕梦见一只大鹦鹉，两翼折断了，卿看是何征兆？”狄仁杰趁机借题发挥说：“鹉者，武也，即指陛下，两翼即指陛下的两个儿子。陛下若起用两位殿下，两翼不就复振了吗？”
这时，宰相吉顼（xū）为男宠张易之、张昌宗兄弟出主意：你们兄弟俩名声不好，深为群臣忌恨，要想保全自己，现在惟一可做的是参预立太子这件大事，借枕席之便，劝说武皇复立庐陵王为皇太子。二张听从他的话，屡次吹枕边风，促使武则天做出最后决断，不再考虑立武氏子侄。
圣历元年（698）初，武则天派人把庐陵王李显秘密接回洛阳，皇嗣李旦知趣地请求退位，李显被立为太子。武承嗣眼看太子位到手又易人，一气之下，怏怏死去。
复立李显，不仅阻止了武氏诸王图谋太子位的活动，适时压抑了诸武的气焰，使他们在武则天在世时没能像在唐中宗时那样专横跋扈专横跋扈：霸道嚣张，蛮不讲理。，危害政治。
武则天的晚年，逐渐陷于男宠张易之、张昌宗兄弟的甜蜜漩涡中，竟然将大权交给了这两个只会讨好女人的男宠。张易之、张昌宗兄弟的势力迅速膨胀，朝中的当权者武承嗣、武三思、武懿宗、宗楚客、宗晋卿等人，争先恐后献媚二张。二张恃宠而骄，逐渐专横跋扈起来。文武大臣深为二张干政所惶恐。到了公元704年末，武则天一病不起，于是朝中诸事都由二张传话，担心二张乘机弄权的朝臣们决定发动政变，将天下重新交给李唐手中。
公元705年农历正月，经过一段时间的周密筹备后，宰相张柬之等人领导发动了军事政变，杀二张于宫内。病榻中的武则天被迫逊位，唐中宗复位，李唐政权再度重建。已是风烛残年风烛残年：形容人已到死亡的晚年。的武则天随后于当年年底病逝，临终前，武则天终于去除自己的帝号，改称则天大圣皇后，并要求归葬乾陵（高宗的陵墓）。并嘱咐儿子李显为她树碑但不须立传，从而留下了“无字碑”之谜。武则天死后，仍然受到李姓子孙的尊崇，她的灵牌，也始终摆放在李氏太庙里。
武则天是中国历史上惟一的一个女皇帝，她在位数十年，励精图治，政绩斐然，是一个伟大的政治家，但她阴谋篡位、残酷杀害政敌，对她的评价或褒或贬，众说不一。