武則天的謀劃和支持下，唐高宗重賞第一個明確支持“廢王立武”的五品官員李義府，讓很多中層官員看到支持“廢王立武”有利可圖，于是，便紛紛轉向支持立武則天為后，在朝廷上形成了一股“擁武派”，打破了原來元老大臣勢力獨大的鐵板一塊的局面，后來元老大臣中的李積也默許了唐高宗“廢王立武”的政策。

于是在永徽六年，即公元655年，唐高宗立武則天為皇后，武則天隨后殘忍地虐殺了王皇后和蕭淑妃，并讓自己的兒子李弘做了太子，同時為高宗出謀劃策，采用先易后難的策略，先后罷黜了褚遂良、韓瑗、來濟等一幫元老大臣，最后除掉了三朝元老長孫無忌。至此，唐高宗基本實現了君主集權。“廢王立武”事件沉重打擊了關隴貴族集團，自魏晉南北朝以來皇權不振的情況得到了根本的改變，對中國歷史產生了深遠影響。

顯慶五年，即公元660年，唐高宗初患風疾，開始讓武則天處理部分政務。從此，武則天參與朝政，處事都符合唐高宗旨意。在此期間，出于天時、地利、人和等因素，朝政處理得十分順利，特別是在隋末唐初屢屢受挫的高麗戰場，自顯慶五年后頻頻告捷，唐朝疆域也得到迅速的擴大。

隨著唐高宗病情的加重，武則天獨自處理朝政的機會越來越多，在朝廷上就慢慢有了公開的勢力，引起了唐高宗的不滿。麟德元年，即公元664年，唐高宗和宰相上官儀商議對策，決定廢掉武則天。但是，沒有想到的是，這個密謀最后因為武則天搶得先機、反應敏捷、處理得法而流產了。為了加強對朝政的控制，武則天開始垂簾聽政。時人把她與唐高宗并稱“二圣”。

麟德二年十月，武則天參加了泰山封禪，隨后還提議高宗給大臣賜爵加價。通過這些舉動武則天擴大了政治影響力，收買了人心。上元元年，即公元674年，武則天將唐高宗的皇帝稱號改為“天皇”;自己則稱“天后”，進一步提高了自己的政治地位。此后，她開始扶植外戚，為改朝換代做準備;同時武則天針對當時情況向唐高宗提了十二條建議，史稱“建言十二事”，這是武則天第一次獨立提出自己的施政綱領。

上元二年四月二十五日，太子李弘病死，改立李賢為太子，不久武則天又借故將其廢黜，立三李顯為太子。永淳二年，即公元683年，唐高宗駕崩，李顯即位，是為唐中宗，改元嗣圣，冊封武則天為皇太后。

第二年，武則天廢李顯為廬陵王，立李旦為帝。武則天臨朝稱制，從此武則天開始了真正獨斷朝綱的時代。同年九月，徐敬業在揚州會聚了十萬人馬，發動了一場針對武則天的叛亂，武則天派遣三十萬大軍迅速平定了叛亂;與此同時武則天誅殺了顧命大臣裴炎等人，基本清除了朝中的反對派。

她還設計逼反李唐宗室，借機大開殺戒;掃除稱帝的障礙。為了打擊潛在的對武則天不滿的人，垂拱二年，即公元686年，武則天開始獎勵告密之人，任用酷吏。

在打擊反對派的同時，武則天還造祥瑞，建明堂，并在佛教經典《大云經》中找到了女人稱帝的依據，為自己稱帝大造輿論。垂拱四年五月十八日，武太后加尊號“圣母神皇”，向稱帝試探性地邁出了一步。