武则天解决了继承人的问题后，武则天已经没有什么棘手的问题需要解决，她志得意满，加上年龄增长，开始耽于享乐。

　　张易之、张昌宗兄弟年少美姿容，入侍武后。二人常傅朱粉、穿着华丽的衣服。武承嗣、武三思等都争着追捧他们，甚至为他们执鞭牵马。当时武则天已经进入真正意义上的暮年，老病缠身的她长时间不能上朝，对朝政的控制力下降，她将二张兄弟当做耳目，二张兄弟逐渐插手朝政，陷害宰相魏元忠，不仅跟大臣结怨，也使得武则天回归李唐、传位太子的形势发生逆转，引起了政局的复杂化，武则天母子、君臣关系也因此空前紧张起来。据史料记载，武则天孙女永泰公主因与丈夫武延基和皇兄、时为邵王的李重润一起议论面首张易之、张昌宗兄弟，被处死。

　　神龙元年(705年)正月，武则天病笃，卧床不起，只有宠臣张易之、张昌宗兄弟侍侧。宰相张柬之、崔玄暐与大臣敬晖、桓彦范、袁恕己等，交结禁军统领李多祚，佯称张易之、张昌宗兄弟谋反，于是发动兵变，率禁军五百余人，冲入宫中，杀死二张兄弟，随即包围武则天寝宫，要求武则天退位，史称神龙革命。

　　武则天被迫禅让帝位与太子李显。李显上尊号为“则天大圣皇帝”，武周一朝结束，唐朝复辟，百官、旗帜、服色、文字等皆复旧制，恢复以神都为东都。

　　神龙元年农历十一月二十六日(705年12月16日)，武则天在上阳宫病死去世，享年82岁，遗诏省去帝号，称”则天大圣皇后“。神龙二年(706年)五月，与高宗合葬乾陵。