永徽六年九月的一次争执，令高宗和顾命大臣长孙无忌、褚遂良、韩瑗等人的矛盾激化了。在这种情况下，其旧部、深具威望的李勣对高宗说：“此陛下家事，何必更问外人!”在李勣等旧部支持下，李治强硬地立武则天为皇后，并且将褚遂良贬逐。永徽六年随着武则天被树立为皇后，历史的走向发生了巨大的转折。

　　王皇后被废，武则天的儿子李弘被立为皇太子。李治的旧部李义府等人被任命为宰相。而长孙无忌等权臣集团被排斥出政治统治集团。此后，武则天的地位不断膨胀，尤其是随着高宗失去工作能力，夺取了唐帝国的最高权力。

　　高宗唯一一次试图罢黜武则天发生在在麟德元年(664)，获得了其旧僚佐、当时的宰相上官仪的支持，不过最终失败。上官仪的支持和李勣的支持实际上并无不同，他们都是高宗的旧臣，是高宗最为信任的人，所以两次废后虽然对象不同，其秉持的理念都是一样。上官仪成为替罪羊后，其孙女上官婉儿被没入宫中，凭借自己的才能，在此后的政治生活中，尤其是后武则天时代的中宗时代，扮演了重要的角色。

　　后高宗深受痛风之苦，百官奏事时就让武则天裁决。而武则天性格明敏，涉猎文史，处事都让高宗满意，于是在显庆五年开始，高宗分权给她，使武则天的权力达到几乎与君主权威相等的高度。麟德元年以后，高宗每次会见大臣讨论政事，武则天就垂帘气候，政无大小，都能参与。天下大权，悉归中宫，黜置生杀，决于一人之口，高宗只是拱手而已，中外谓之二圣。

　　上元元年(674)，高宗和武皇后称“天皇”和“天后”，进入了二圣并治阶段。第二年，皇太子李弘突然死于洛州合壁宫。章怀太子李贤成为新的储君。李贤是当时《汉书》学和《文选》学的主要赞助者，对学术的发展起到了重要作用。但是到了调露二年(680)，李贤也被废黜，新的太子是他的弟弟李哲(显)。

　　高宗死后，李显即位，但是不到两个月，武则天就在李显弟弟相王李旦的僚佐王德真、刘祎之等人支持下废黜了中宗，将李旦扶上皇位，之后她再诛除了李旦的王府旧臣们，王、刘等人都被流放处死。在借口杀刘祎之时，后者说出了“不经凤阁鸾台，何名为敕”的话，被很多学者用来描述唐代前期三省六部制的有效性。

　　武则天的政治宣传

　　武则天进行了一系列改制，包括改东都为神都、改三省及诸司官称等，在先后镇压了徐敬业和李唐诸王的起事之后，她已经基本上扫除了通向皇位的障碍。在武则天上台过程中，她的政治宣传令人眼花缭乱，借助了许多政治理论和宗教信仰的符号、概念。比如她大量制造祥瑞，利用天人感应的祥瑞思想为自己上台制造证据。

　　垂拱四年(688)，武则天的侄子武承嗣指使一个叫唐同泰的人献上刻有“圣母临人，永昌帝业”的瑞石，号称得自于洛水，这是中国传统的河图洛书的政治传统，于是武则天将这块瑞石命名为“宝图”，并亲拜洛水，加尊号“圣母神皇”，跨出了登基称帝的重要一步。在其登上皇位的过程中及其以后，还不断制造祥瑞巩固自己的统治，敦煌文献《沙洲都督府图经》中就记载了不少当地向武周中央政府上报祥瑞的事件。

　　在巩固政权过程中，武则天难以避免地实行了恐怖的酷吏政治，来剪除忠于李唐的宗室和大臣。这些酷吏中来俊臣甚至专门编写了一本《告密罗织经》，在武则天登基之前在位的宰相中，大部分都遭到了屠杀。

　　永昌元年(689)十一月，武则天改用周历，以永昌元年十一月为载初元年正月、十二月为腊月、夏历正月为一月。同时，改造照、天、地、日、月、星、君、臣、人、载、年、正12个新字。使用周正(以子月为岁首)取代唐朝的寅月为岁首，这就是改正朔，标志着天命从唐朝转移到了武则天的周朝。她建立的新朝也称“周”，是将自己视为周代政治遗产的继承人，相对应的，武则天采用的历法、官名等政治装饰，带有浓重的复古周代的色彩。