武则天却不愿意让儿子来侵夺自己已经习惯专权的政治权力，而且儿子一旦即位，自己的权力梦特别是女皇梦就要破灭了。况且，李弘不是那么听武则天的话。于是，在权力和亲情之间，武则天选择了前者。公元675年，武则天用毒药将年仅24岁的儿子李弘毒死。
李弘死后，高宗由于精神受到刺激，再加上原来的头疼病，身体状况已经很差了，他已不能再操劳国家大事了，于是就想把皇位让给武则天。但是，朝中大臣们极力反对，武则天没能如愿，但这对于武则天却是个极大的刺激与鼓励。
李弘死后的一个月，李贤被立为太子，李贤在处理政务过程中也显示出过人的能力，加上宰相们的辅佐，武则天又感到了权力将要离她而去了。所以，武则天指使人诬告太子贪恋女色，荒废政事。公元600年农历八月，李贤被废掉太子身份，贬为庶人，后来又被迫迁到巴州。
在李贤被废掉太子的第二天，三儿子李显被立为太子。683年，唐高宗病死，立下遗嘱，让太子即位，但国家大事还要听从武则天的意见，这成了武则天日后专权乃至成为女皇的重要原因之一。
李显即位后就是唐中宗，他尊母亲武则天为皇太后。李显为人非常软弱，所以对于让他即位，母亲还是比较接受的。但中宗也没有将宝座坐热，仅仅两个月就被武则天赶了下去。中宗即位后，想让岳父韦玄贞做宰相，但是父亲高宗临死时立的顾命宰相裴炎不同意，中宗便不可一世地说：“我就是把天下都给了他，又能怎么样？”裴炎便报告了武则天，武则天立刻召集大臣们到了乾元殿，将中宗废为庐陵王，幽禁在深宫之中。幽禁中宗后，武则天把小儿子李旦推上了皇位，即唐睿宗。
武则天虽然让小儿子继承了皇位，但不许他处理朝政，一切大事都由自己来决定。逐渐地，武则天做女皇的愿望更加强烈了。
武则天先将东都洛阳改为神都，准备将来做都城用。她还把唐朝文武百官的名称进行了变动：尚书省改成文昌台，左右仆射改为左、右丞相，门下省改为鸾台，侍中改为纳言，中书省改为凤阁，这明显地是体现了女性特征。原来的宰相名称“同中书门下平章事”也改成了“同凤阁鸾台三品”。尚书省下属的六部也改了名称：吏部改成天官，户部成了地官，礼部是春官，兵部是夏官，刑部是秋官，工部是冬官。御史台分成了左肃政和右肃政两台，由左台负责监察朝廷，右台负责纠察地方郡县。
武则天这些为以后做女皇的准备活动被一些大臣识破，遭到了他们的激烈反对。公元684年农历九月，原来被武则天贬出京城的徐敬业起兵反抗。
徐敬业在扬州起兵，十多天便召集了十万兵马。唐朝著名诗人、初唐四杰之一的骆宾王专门写了著名的《讨武曌檄》。据说武则天看了之后，并没有生气，而是感叹这样的人才没有为她所用。可见，武则天在用人上还是用些气量的，也很爱惜人才。
武则天连忙调动了30万兵马迎战，让李孝逸领兵平叛。徐敬业不久便连遭失败，他和骆宾王先后被部将杀死。只用了40天的时间，徐敬业的叛乱便被平定了，武则天有惊无险地渡过了这次大的政治危机。
在平定徐敬业的叛乱之后，武则天又对宰相班子进行了调整。因为宰相裴炎在这次危机中不但不帮助武则天对付徐敬业，还以此要求她还政于睿宗，结果被武则天处死。然后，武则天又罢免了其他几个宰相，补韦方质、武承嗣、韦思谦为宰相。以后的两年内，武则天对宰相班子进行了频繁的调整，建立了效忠于自己的执政集团。
为了给自己做女皇铺路，武则天在舆论方面利用迷信等手段来为自己树立威信。比如他的侄子武承嗣派人送一块刻着“圣母临人，永昌帝业”的白石头，谎称是来自于洛水。武则天十分高兴，遂改年号为“永昌”。武则天还接受了睿宗和群臣上的尊号“圣母神皇”。这在历史上是绝对没有的，原来的皇帝只有在死后才有尊号，武则天打破了这个惯例。
武则天为做女皇做的这些准备，遭到了唐高祖李渊第十一子李元嘉的武力反抗，但不久就被平定了。从此，再没有人对武则天的权势提出过挑战。
公元690年，武则天认为亲临帝位的条件成熟，先借佛教僧人之口广造舆论：“武后为弥勒佛转生，当代唐为天子。”后来，她导演了以唐睿宗为的六万臣民上表劝进，请改国号之事。然后，她在重阳节这一天登基，改唐为“周”，自号“圣神皇帝”。因此，武则天还把自己名字的“照”，改为“曌”，意为武氏王朝将如日月当空一样，长久永存。
武则天称帝后，更重视人才的选拔和使用，为广揽人才，不计门第，不拘资格，展和完善科举制度，为更多更广地现人才创造了有利的条件。武则天重视农业生产。认为“建国之本，必在于农”，命人撰成农书颁行天下。她继续推行均田制，在边远地区实行军事性屯田、营田，成效显著。她重视和提倡兴修水利，在独掌政权时，还大修地方水利工程，并且以境内农田好坏作为奖惩官吏的标准。这些措施促进了农业生产的展，并且使国家粮仓储备充足、地方储粮富足、人口显著增加。
武则天掌权时期，也有很多过失。执政后，她多疑臣民不忠于自己，任用索元礼、周兴及来俊臣等酷吏，严酷逼供，奖励告密，牵连了很多无辜的人。一些污吏刑讯逼供，诬陷于人，使不少文臣武将蒙受不白之冤。她晚年好大喜功，生活奢靡，崇佛教、建寺院等活动，耗费大量财资和劳力，宠爱男嬖张昌宗、张易之兄弟。二人狐假虎威，作威作福。
她作为中国历史上唯一的女皇帝，排除万难和阻碍，在执政时期，形成强有力的中央集权，社会安定，经济展，上承“贞观之治”，下启“开元盛世”。但是，她后期执政的弊端，使她的功过参半。