李義府首起支援“廢王立武”，得到李治和武則天的重賞，許敬宗、崔義玄、袁公瑜等大臣見機行事，也都轉而支援立武則天為後。李治見有不少人支援，於是再生廢立之意。而元老李積又表態說“此陛下家事，何必問外人”，使李治、武則天在廢立皇后的問題上的不利局面一下扭轉過來了。十月十三日，李治終於頒下詔書：以“陰謀下毒”的罪名，將王皇后和蕭淑妃廢為庶人，囚於別院 [18]；她們的父母、兄弟等也被削爵免官，流放嶺南。七天以後，李治再次下詔，將武則天立為皇后；與此同時，又將反對最力的宰相褚遂良外貶。十一月初一日，舉行了冊立武則天為皇后的儀式。 [2]
永徽七年（656年），武皇后進見宗廟，唐高宗追封其父武士彠為司徒，附祭於唐高祖的宗廟。母親楊氏也加封代國夫人，武則天便撰寫《外戚誡》獻於諸朝，解釋譏噪。 [222-223]
顯慶二年(657年)，高宗李治和武則天移居洛陽，以洛陽為東都。 [226-227]
顯慶四年（659年）四月，武則天與李治達成共識：將長孫無忌、于志寧、韓瑗、來濟等人削職免官，貶出京師。至此，李治基本實現了君主集權。“廢王立武”事件沉重打擊了關隴集團，自魏晉南北朝以來皇權不振的情況被改變，對中國歷史產生了非常大的影響。
二聖臨朝
現代武則天畫像(3張)
顯慶五年（660年）十月，李治風疾發作，頭暈目眩，不能處理國家大事，於是讓武則天處理朝政。然而也讓二人之間逐漸出現了矛盾。
龍朔元年（661年）正月，武則天請禁止天下婦女為俳優之戲（指演滑稽戲的藝人），李治採納。四月，李治欲親征高句麗，在武則天及群臣勸諫下才作罷。
武則天最初能“屈身忍辱，奉順上意”，故而李治力排眾議，堅持立她為後。待到武則天得志後，“專作威福，上欲有所為，動為後所制”，李治不勝其忿。麟德元年（664年），宰相上官儀請求廢后，李治亦以為然，即命上官儀起草廢后詔書。左右侍從及時奔告於武則天，武則天立即到李治面前自訴，使其“羞縮不忍，復待之如初”。李治又擔心武則天怨怒，因此哄騙她說：“我初無此心，皆上官儀教我。”從此每當李治理政，武則天便“垂簾於後，政無大小皆與聞之。天下大權，悉歸中宮，黜陟、生殺，決於其口”。 [20-21]
由於李治在位時期國力昌盛，武則天積極勸其封禪泰山。封禪時本應先由皇帝初獻，公卿亞獻。但武則天認為，封禪為祭地之儀，由太后配享，彰顯后土之德。所以她要自己充當亞獻，好孝敬自己的婆婆，李治應允，於麟德二年（665年）十月率文武百官、扈從儀仗，從東都洛陽出發，前往泰山封禪，武則天則率內外命婦隨行。車乘連綿數百里，隨行的還有突厥、于闐、波斯、天竺、倭國、新羅、百濟、高句麗等國的首領和使節。 [22]
（現代武則天像圖冊部分參考資料 [157]）
武則天開鑿龍門石窟盧舍那大佛油畫
咸亨三年（672年）四月，武則天以兩萬貫脂粉錢，資助僧侶在洛陽龍門石窟雕刻盧舍那大佛。此工程歷時三年九個月完成。 [23]
上元元年（674年）八月，李治稱天皇，武則天稱天后。十二月，武則天上建言十二事，被李治悉數採納，下詔頒佈施行。武則天重視農業生產，規定各州縣境內，“田疇墾闢，家有餘糧”者予以升獎；“為政苛濫，戶口流移”者必加懲罰。她所編農書《兆人本業》，頒行天下，影響很大。而武則天執政期間，其宗教政策以尊崇佛教為主。
上元二年（675年），李治所患的風眩症愈加嚴重，欲禪位給皇后， [24]便與大臣們商議，準備讓武則天攝政，因宰相郝處俊勸諫，這才暫時停議。武則天得知後，就召集了大批文人學士，大量修書，先後撰成《玄覽》《古今內範》《青宮紀要》《少陽正範》《維城典訓》《紫樞要錄》《鳳樓新誡》《孝子傳》《列女傳》《內範要略》《樂書要錄》《百僚新誡》《兆人本業》《臣軌》等書；且密令這批學者參決朝廷奏議，以分割宰相的權力，被當時的人稱作“北門學士”。 [25]
永淳二年（683年），李治駕到奉天宮，當時武則天從封泰山以後，勸李治封禪中嶽，因李治患病而中止。不久，李治命李顯代理國政，宰相裴炎、劉齊賢、郭正一等人協助理政。李治從奉天宮回東都，病情加重，於同年十二月駕崩於東都洛陽貞觀殿，臨終遺詔