武则天，并州文水(今山西文水东)人，于唐高祖武德七年(624年)生于首都长安，即今陕西西安。其父以经营木材为业，家境殷实，富有钱财。隋炀帝大业末年，李渊任职河东和太原之时，因多次在武家留住，因而结识。隋炀帝命李渊镇守太原，曾提拔武士彠做了个行军司铠参军。李渊在太原起兵反隋以后，武家曾资助过钱粮衣物，故唐朝建立以后，曾以“元从功臣”历官工部尚书、黄门侍郎、库部侍郎、判六尚书事、扬州都督府长史、利州(治所在今四川广元)、荆州(治所在今湖北江陵)都督等职。
武则天从小性格强直，不习女红，唯喜读书，故知书达礼，深谙政事。童年时代，曾随父母遍游名山大川，阅历深厚，培养了她的眼界和才干。
贞观十一年(637年)十一月，唐太宗听说年轻的武则天长得明媚娇艳，楚楚动人，便将她纳入宫中，封为五品才人，赐号“武媚”，故称武媚娘。武则天入宫之前向寡居的母亲杨氏告别时说：“侍奉圣明天子，岂知非福，(亦有记载说为‘见天子庸知非福?’)为何还要哭哭啼啼，作儿女之态呢?”
有一次，当她听说唐太宗有一匹名叫“狮子骢”的烈马，无人能够驯服，便主动对唐太宗说：“臣妾能制服陛下的这匹烈马，但需三件器物：一是铁鞭，二是铁檛，三是匕首。我先用铁鞭抽它，如果不服，再用铁檛击它的头，再不服，就用匕首割断它的喉咙。”唐太宗乃爱马之人，对她的驯马方法甚不认同，只觉武才人很是霸道。
贞观十七年(643年)，太子李承乾被废，晋王李治被立。此后，在侍奉太宗之际，武则天和李治相识并产生爱慕之心。唐太宗死，武则天依唐后宫之例，入感业寺削发为尼。永徽元年(650年)五月，唐高宗在太宗周年忌日入感业寺进香之时，又与武则天相遇，两人相认并互诉离别后的思念之情。这时，由于无子而已失宠的王皇后看在眼里，便主动向高宗请求将武则天纳入宫中，企图以此打击她的情敌萧淑妃。唐高宗早有此意，当即应允。永徽二年(651年)五月，唐高宗的孝服已满，武则天便再度入宫。次年五月，被拜为二品昭仪。
永徽五年(654年)初，武则天生一女婴，唐高宗视她如掌上明珠。有一天，王皇后独自前来探望女婴，等王皇后离去以后，武则天发现女婴已死。唐高宗得知后大怒，立即下令追查凶手。侍奉宫女都一致诉说王皇后刚刚离开此地，武则天便也痛哭流涕，乘机历数皇后的种种不端。唐高宗听后深信不疑，认定女婴为王皇后所害，顿生废立之心，同时也想借废立皇后打击权臣。于是，他便和武则天一起来到长孙无忌府第，藉饮宴刺探他的立场。在饮宴期间，高宗先是把无忌的三个儿子拜为朝散大夫，又赐给了大量金银锦帛，接着再吐露打算废立皇后的心意。但长孙无忌只是岔开话题，回避正式的表态。唐高宗和武则天没有达到目的，只得不快地回宫。不久，武则天又指示她的母亲杨氏到无忌处说项，但却遭到无忌的严词拒绝。
永徽六年(655年)六月，王皇后与其母柳氏找来巫师，企图用“厌胜”之术，将武则天诅咒而死。事泄之后，唐高宗在大怒之下，不但将柳氏赶出宫中，而且还想把武则天由昭仪升为一品宸妃，由于受到宰相韩瑗和来济的反对，最后不能成事。 不久，中书舍人李义府等人得知唐高宗欲行废皇后而立武则天的消息后，勾结许敬宗、崔义玄、袁公瑜等大臣，向唐高宗接连投递了请求立武则天为后的表章。唐高宗看到有不少人支持，废立之意再次萌生。
十月十三日，唐高宗又在李绩等朝廷重臣的支持下，终于颁下诏书：以“阴谋下毒”的罪名，将王皇后和萧淑妃废为庶人，并加囚禁，她们的父母、兄弟等也被削爵免官，流放岭南。七天以后，唐高宗再次下诏，将武则天立为皇后。与此同时，又将反对最力的宰相褚遂良贬为外州都督。
十一月初，武则天又派人将正被囚禁的废后王氏和萧淑妃各打一百棍杖，并割去手、足，投入酒瓮之中，还气愤不过地说：“让这两个泼妇的骨头醉死酒中。”王、萧二人在酒瓮中哭喊了几天几夜，才气绝而死。临死以前，萧淑妃大声骂道：“阿武妖精，竟惨毒至此!愿来世转生为猫，阿武为鼠，我要活活将她喉咙咬断。”据说武则天后来在宫中禁止养猫，而且常常夜梦王、萧二人披头散发，在宫中作祟。所以，她在执掌朝政以后，就常住东都洛阳，终身不归长安。
显庆四年(659年)四月，武则天又捏造罪名，将长孙无忌、于志宁、韩瑗、来济等人削职免官，贬出京师。至此，反对武则天的大臣都被或贬或杀，一个不剩。
显庆五年(660年)，高宗患上头风之疾，头晕目眩，不能处理国家大事，遂命武则天代理朝政。但武则天生性霸道，故每当决事，高宗每每受制于武则天，高宗非常不满，于是在麟德元年(664年)与宰相上官仪商议，打算废掉武则天皇后之位。但上官仪的废后诏书还未草拟好，武则天即已接到消息。她直接来到高宗面前，追问此事，唐高宗不得已，便把责任推到上官仪身上。十二月，上官仪被逮捕入狱，不久，即被满门抄斩。从此以后，唐高宗每次上朝，武则天必在帘后操纵，天下大权完全归武后掌握，甚至连生杀大事都由武后决定，天子高宗只能唯唯从命，所以，朝廷内外都称为“二圣”。
乾封二年(667年)高宗因久疾，命太子弘监国。上元元年(674年)秋八月，高宗称天皇，武后称天后，名为避先帝、先后之称，实欲自尊。十二月武后上表建议十二事：“一，劝农桑，薄赋徭。二，给复三辅地(免除长安及其附近地区之徭役)。 三，息兵，以道德化天下。四，南、北中尚(政府手工工场)禁浮巧。五，省功费力役。六，广言路。七，杜谗口。八，王公以降(下)皆习《老子》。九，父在为母服齐衰 (丧服)三 年 (过去是一年)。十，上元(年号)前勋官已给告身 (委任状)者，无追核。十一，京官八品以上，益廪入(增加薪水)。十二，百官任事久，材高位下者，得进阶(提级)申滞。”高宗诏皆施行之。武则天能够重视农业生产，规定各州县境内，“田畴垦辟，家有余粮”者予以升奖;“为政苛滥，户口流移”者必加惩罚。所编《兆人本业》农书，颁行天下，影响很大。武则天当政期间，继续实行唐太宗发展农业生产、选拔贤才的政策。
上元二年 (675年)三月，武后召集大批文人学士，大量修书，先后撰成《玄览》、《古今内范》、《青宫纪要》、《少阳正范》、《维城典训》、《紫枢要录》、《凤楼新诫》、《孝子传》、《列女传》、《内范要略》、《乐书要录》、《百僚新诫》、《兆人本业》、《臣轨》等书。且密令这批学者参决朝廷奏议，以分宰相之权，时人谓之“北门学士”。时高宗风眩更甚，拟使武后摄政，宰相郝处俊说：“陛下奈何以高祖、太宗之天下，不传之子孙而委之天后乎!”高宗才罢摄政之意。太子弘深为高宗钟爱，高宗欲禅位于太子。武后想总揽大权，不满于太子弘，刚好太子弘见萧淑妃之女义阳、宣城二公主因母得罪而被幽禁宫中，年逾三十而未嫁，奏请出降，高宗许之。武后怒，不久太子死于合璧宫，时人以为武后所毒杀。
弘道元年(683年)十二月，唐高宗病逝，临终遗诏：太子李显于柩前即位，军国大事有不能裁决者，由武则天决定。四天以后，李显即位，是为唐中宗。武则天被尊为皇太后。 光宅元年(684年)二月，中宗欲以韦后父韦玄贞为侍中，裴炎力谏不听，武则天遂废唐中宗为庐陵王，并迁于房州(治所在今湖北房县)。立第四子豫王李旦为帝，是为唐睿宗，武则天临朝称制，自专朝政，改国号为周。同年九月，徐敬业、徐敬猷兄弟联合唐之奇、骆宾王、杜求仁等以支持庐陵王为号召，在扬州举兵反武则天，十多天内就聚合了十万部众。武则天当即以左玉钤大将军李孝逸为扬州道大总管，率兵三十万，前往征讨。十一月，徐敬业兵败自杀。