而立三子李显为太子。
683年唐高宗病死，太子李显即位，是为唐中宗。高宗临终遗诏说：“军国大事有不决者，兼取天后进止。”武则天以皇太后的身份临朝称制。一次，中宗想让岳父韦玄贞为宰相，并授给乳母的儿子一个五品官，宰相裴炎觉得不妥，跟中宗争执起来，中宗年轻气盛，发怒说：“我就是把天下交给韦玄贞，又怕什么？”裴炎感到很害怕，就跑去告诉了武则天，为了防患于未然，武则天下诏“废中宗为庐陵王，扶下殿”，改由其四子豫王李旦为睿宗，但睿宗住在另一个地方，不得参预政事。同时，武则天又派人逼死了废太子李贤。
武则天清除了一切阻碍势力，准备好了登基称帝的工作，李唐宗室知道武则天称帝必然要除尽李氏宗族，所以十分害怕，人人自危，不断有人起义。
在武则天临朝称制后的第七个月，扬州发生了徐敬业叛乱，朝中宰相裴炎也与之相勾结，可谓内忧外困。但武则天临危不乱，她先不失时机地斩除了裴炎、程务挺等人，以除肘腋之患，又急调三十万大军，在不到五十天的时间里平定了徐敬业之乱。
平息了叛乱，又清除了潜在的威胁，武则天在洛阳宫乾元殿召集了一次群臣聚会。会上没有轻歌曼舞，没有美酒佳肴，只有令人窒息的气氛。武后端坐御椅上，用逼人的目光扫视着群臣说：“朕亲政以来，自以为无负众卿，无负于天下，众卿知否？”群臣齐声应诺：“陛下功高德厚，天下尽知。”武后接着说：“朕奉事先帝二十余载，一直是至忠至勤，忧心天下。各位公卿的富贵，都是我给你们的；天下安定，百姓康乐，也是我促成的。等到先帝去世，把天下托付于我，我不爱惜自己而爱惜百姓。对臣下更是爱之如子，恩宠有加，可是现在叛乱的人，都是出自将相，你们为什么这样忘恩负义呢？在你们这些元老重臣之中，倔强难道有超过裴炎的吗？纠结亡命之徒率众征战有超过徐敬业的吗？在握兵的宿将之中，攻占必胜有超过程务挺的吗？这三个人，都是很有声望的。但他们不利于朕，与朕为敌，朕都能杀掉他们。你们有比这三人更厉害的，有异图者请早点动手，不然的话，就该洗心革面，老老实实，免得身败名裂，怡笑天下！”被激怒的武则天言词犀利，情绪激昂，吓得满朝文武匍伏在地，心惊肉跳地说：“陛下天威，臣愿效犬马之劳。”
688年，武则天的侄子武承嗣看到武则天登基称帝的时机已经成熟，就暗地里派人在一块白石上凿上“圣母临人，永圣帝业”的字样，并使雍州人唐同泰奉表献之，谎称获之于洛水。武则天闻讯大喜，当即下诏把这块石头称之为“宝石图”，并于当年五月选择吉日，亲临洛水拜受宝石。武则天把献图有功的唐同泰提拔为游击将军，让他参预办理此事。到了选定的日期，武则天“告谢昊天，礼毕御明堂，朝群臣”，不久即正式加尊号曰“圣母神皇”，从这个时候起，武则天开始称“陛下”。
李唐宗室众人十分清楚，武则天已是实际上的皇帝了，至于名义上的登基改号，只是一个时间问题，李唐宗室所面临的，却是一场灭顶之灾。出于自我保全之计，他们纷纷起兵。首先，李唐宗室以“迎还中宗”、“救拔睿宗”为旗号号召众人，但因范阳王李霭出首，密谋败露，仓促之间，韩王李元嘉首先起兵，继而琅琊王李冲在博州起兵，越王李员在豫州起兵，霍王李元轨在青州起兵，鲁王李灵夔在邢州起兵。但这时国家较为安定，人民不愿为一家一姓的名利再去生什么内乱，于是，李氏诸王的军队皆无斗志，武则天的兵马一到，不是坠城投降，就是纷纷逃走，根本不堪一击，在很短的时间内，李氏诸王的这次叛乱就被武则天轻而易举地镇压下去了。
李氏诸王的这次失败也说明，关陇贵族门阀在社会上也逐渐丧失了人心。因为一百多年以来，这些门阀士族在大众中