武則天在尋找時機。機會終於來了，武則天生下一個女兒，極其靈秀可愛。王皇後聽說，也前去探視撫抱。王皇後剛走，武則天就聞報高宗要來，她渾身一震，覺得千載難逢的好時機到了。於是，她用被子將小公主悶死，然後若無其事地出去迎接高宗。
等高宗進來，武則天承笑如前，毫無慌亂之舉，待高宗打開被子想看女兒時，卻發現女兒已經死了。武則天故作吃驚，大聲悲號。高宗忙問左右的侍女，都說王皇後剛剛來過，高宗憤怒地說：“皇後殺了我的女兒。”武則天又乘機曆數王皇後的罪過，王皇後是有口難辯了。
“虎毒尚不食子”，武則天竟為了在宮中爭取一席之地，親手殺死自己的女兒，以此為代價，光用殘忍來形容恐怕不夠。有一點必須指出，武則天在這件事上做的極有心計，她對王皇後這致命的一擊，使王皇後跳進黃河也洗不清了。
在當時的情況下，恐怕踩著自己女兒的屍體往上爬是惟一有效的方法。就這樣，高宗廢除了王皇後，立武則天為後。
武則天當了皇後以後，當務之急是把原皇後一黨徹底整垮。她用最殘忍的手段把王皇後、蕭淑妃殺死於冷宮，把褚遂良貶死在爰州，逼令長孫無忌自殺，又殺柳奭於象州，韓瑗被逼死於振州。這些人的主要親屬也都被殺或遭貶謫，至公元659年，長孫氏權力集團已被武則天徹底摧垮。
公元674年（鹹亨五年）8月，“皇帝稱天皇，皇後稱天後”。至此，長達十幾年的皇後——太子權位之爭以武則天的完全勝利而告終結。這場勝利，決不僅僅是武則天一人的勝利，也代表了一定曆史性的轉折，因為代表寒門庶族地主的政治力量終於登上了曆史舞台。
高宗疾病纏身，隨著年齡的增長，病勢越來越重，他曾經想把皇位傳給太子李弘。太子李弘“仁孝謙謹，上甚愛之”，又加上“禮接士大夫，中外屬心”，頗有政治才能，因此，高宗對他甚為看重。但武則天卻不喜歡他，有一次，李弘發現宮中幽閉著蕭淑妃生的兩位年逾三十的姐姐，就奏請讓她們出家，還有幾次也違忤了武則天的心意，使之失寵於母親。其實，這是次要的，關鍵是李弘勢必與武則天爭權。於是武則天用毒酒毒死了親生兒子李弘，這是武則天為了權力，殺死的第二個親生骨肉。
李弘死後，立武則天的次子李賢為太子。經李弘之死的打擊，高宗病勢更加沉重，頭暈目眩不能理事，就想讓位於太子，但武則天堅決反對，高宗隻得打算傳位於皇後。過了幾年，高宗還是想讓李賢監國，而李賢並不願聽武則天的話，於是，武則天就又以李賢“頗好聲色”為由，把他廢為庶人，押至京師幽禁起來。繼而立三子李顯為太子。
公元683年唐高宗病死，太子李顯即位，是為唐中宗。
高宗臨終遺詔說：“軍國大事不決者，兼取天後進止。”
武則天以皇太後的身份臨朝稱製。
在武則天臨朝稱製後的第七個月，揚州發生了徐敬業叛亂，朝中宰相裴炎也與之相勾結，可謂內憂外困。但武則天臨危不亂，她先不失時機地斬除了裴炎、程務挺等人，以除肘腋之患，又急調30萬大軍，在不到50天的時間裏平定了徐敬業之亂。公元688年武則天的侄子武承嗣看到武則天登基稱帝的時機已經成熟，就暗地裏派人在一塊白石上鑿上“聖母臨人，永聖帝業”的字樣，並使雍州人唐同泰奉表獻之，謊稱獲之於洛水。武則天聞訊大喜，當即下詔把這塊石頭稱之為“寶石圖”，並準備於當年五月選擇吉日，親臨洛水拜受寶石。武則天把獻圖有功的唐同泰提拔為遊擊將軍，讓他參與辦理此事。到了選定的日期，武則天“告謝昊天，禮畢禦明堂，朝群臣”，不久即正式加尊號曰“聖母神皇”，從這個時候起，武則天開始稱“陛下”。
李唐宗室眾人十分清楚，武則天已是實際的皇帝了，至於名義上的登基改號，隻是一個時間問題，李唐宗室所麵臨的，卻是一場滅頂之災。出於自我保全之計，他們紛紛起兵。
首先，李唐宗室以“迎還中宗”、“救拔睿宗”為旗號號召眾人，但因範陽王李靄不慎，密謀敗露，倉促之間，韓王李元嘉首先起兵，繼而琅琊王李衝在博州起兵，越王李員在豫州起兵，霍王李元軌在青州起兵，魯王李靈夔在邢州起兵。但這時國家較為安定，人民不願為一家一姓的名利再生內亂，於是，李氏諸王的軍隊毫無鬥誌，武則天的兵馬一到，不是獻城投降，就是紛紛逃走，根本不堪一擊，在很短的時間內，李氏諸王的叛亂就被武則天輕而易舉地鎮壓下去了。