武則天（後自名武曌）為唐朝開國功臣武士彠次女，母親楊氏（出身隋朝皇室，父親為隋朝觀德王楊雄之弟、遂寧公楊達），祖籍幷州文水縣（今山西省呂梁市文水縣）。武則天於武德七年（624年）生於利州（今四川廣元），一說生於長安（今陝西西安） [4]，還有洛陽說 [5]。有異母兄長武元慶、武元爽，另有同母姐妹兩人，一位是韓國夫人武順（史書稱武順為其姐，《武順墓誌》稱其妹），另一位是郭夫人。
武士彠從事木材買賣，家境殷實。隋煬帝大業末年，李淵（唐高祖）在河東時，多次在武家留住，因而結識。李淵在太原起兵反隋以後，武家曾資助過錢糧衣物。唐朝建立以後，武士彠以“元從功臣”身份官至工部尚書、荊州都督，封應國公。 [6]《中國通史》認為“按照武士彠的官階爵位來說，應該是屬於新升的高階士族了。所以武則天已不是出自庶族地主官僚家庭，而是出自由庶族地主官僚上升計程車族官僚家庭” [7]。
武士彠在貞觀九年（635年）逝世後，武則天才十二歲。她的堂兄武惟良、武懷運及武元爽等落井下石，對其母親楊氏失禮。不久，武則天隨母親從荊州搬回長安居住。 [7]
初入宮廷
武則天題跋像 [13]
貞觀十一年（637年）十一月，唐太宗駕幸洛陽宮，聽說十四歲的武則天“容止美”，遂召她入宮，封為五品才人，賜號“武媚”。 [8-9]武則天入宮前，向寡居的母親楊氏告別時說：“侍奉聖明的天子，豈知非福？為何還要哭哭啼啼、作兒女之態呢？” [10]
對於李世民在位時期武則天在宮中的生活，史書並沒有詳細的描述，僅見武則天在晚年時回憶自己為李世民馴馬一事。李世民有馬名叫獅子驄，肥壯任性，沒有人能馴服它。武則天當時侍奉在側，對李世民說：”我能制服它，但需要有三件東西：一是鐵鞭，二是鐵棍，三是匕首。用鐵鞭抽打它，不服，則用鐵棍敲擊它的腦袋，又不服，則用匕首割斷它的喉管。“李世民聽後，頗為誇讚武則天的志氣。 [11]但武則天並未得到李世民的寵愛，做了十二年的才人，地位始終沒有得到提高。但在李世民病重期間，武則天和太子李治開始建立了感情。
貞觀二十三年（649年），李世民駕崩，武則天依例與部分沒有子女的嬪妃們一起入長安感業寺為尼，但她與新即位的高宗李治一直藕斷絲連。 [12]
再次入宮
永徽元年（650年）五月，李治在為祭奠李世民週年忌日而入感業寺進香時，又與武則天相遇。兩人相認，並互訴離別後的思念之情。 [12]因無子而失寵的王皇后看在眼裡，便主動向李治請求將武則天納入宮中，企圖以此打擊她的情敵蕭淑妃。 [14]李治早有此意，當即應允。
永徽二年（651年）五月，李治的孝服期已滿，武則天便再度入宮。入宮前，武則天已懷孕，入宮後便生下兒子李弘。武則天回宮後，迅速打敗蕭淑妃，獲得李治的寵愛。至次年（652年）五月，武則天便被拜為二品昭儀。當時王皇后、蕭淑妃經常與其爭寵，三人互相讒毀，但李治都沒有聽信。 [15]
據《新唐書》和《資治通鑑》記載，在永徽五年（654年）武則天產下長女安定思公主。在公主出生後一月之際，王皇后來看望，憐愛並逗弄公主。離開後，武則天趁著沒人，竟將公主掐死，又蓋上被子掩飾。正好李治來到，武則天假裝歡笑，開啟被子一同看孩子，發現女兒已死，啼哭不已，並且驚問侍從，侍從都說：“皇后剛來過。”李治勃然大怒，說道：“皇后殺了我的女兒！”武則天於是哭泣著數落王皇后的罪過，王皇后無法解釋清楚。李治從此有了”廢王立武“的打算（但此事有爭議，成書於五代的《舊唐書》和《唐會要》只記載了公主的暴卒，並未言明其死因）。時間一久，李治便想把武則天晉封為一品宸妃 [16]，由於受到宰相韓瑗和來濟的反對，最後不能成事。 [17]
廢王立武
乾陵的唐高宗與武則天塑像 [168]
當時朝廷以長孫無忌、褚遂良為首的元老大臣勢力強大，李治的權力受到很大限制。以長孫無忌為首的很多大臣反對唐高宗“廢王立武”，武則天前進的道路也因此充滿艱辛。一般認為，李治企圖借“廢王立武”重振皇權，打擊元老大臣勢力。於是，武則天開始成為李治政治上的“盟友”。
永徽六年（655年）三月壬戌，武則天編寫《內訓》一書， [221]同年中書舍人