高宗決定要廢掉狠毒的王皇後，但遭到國舅長孫無忌、宰相褚遂良等開國元勳們的極力反對。褚遂良在遭武則天怒斥後，在朝廷官員們的求情下得以饒命，被貶至譚州（今湖南長沙）任都督。高宗在一些見風使舵、爭功邀寵的李義府、許敬宗等人支持下，於永徽五年（654年）正式下詔書廢王皇後、蕭淑妃為庶人，並立武則天為皇後。今非昔比的武則天立即下令將王皇後、蕭淑妃各責打一百杖，然後殘忍地砍去她們的雙腳，泡在酒甕裏被活活折磨而死。
在做了皇後之後，武則天首先對反對她的權臣進行報複，她指使許敬宗等人捏造罪名製造朋黨案，長孫無忌亦被牽連在內並因此流放外地，後來又被逼自盡。長孫無忌和褚遂良集團的人悉數被清除，或殘殺或流放。隨後她又以宰相上官儀和已廢太子李忠圖謀反叛為由，將上官儀父子處死。
數百人之多的李唐宗室貴戚亦未能幸免於難，尤其是四個非武後親生的高宗之子，除一個早夭外，其餘三個均被武則天迫害致死。而令人不可思議的是，另外四個她的親生子也絲毫沒有受到善待：武則天將先立為太子的李弘（諡號“孝敬皇帝”）鴆殺；接著廢另一太子李賢（高宗第六子，諡號“章懷太子”）為庶人，後又逼其自殺；同一年內又接連廢中宗李顯和睿宗李旦。這一切異乎尋常的瘋狂而殘酷的行為，都隻是為了一個目的，那就是由自己來做皇帝。高宗的軟弱性格，在客觀上為武則天一步步登上女皇寶座提供了條件。
現代詩人公劉在《乾陵秋風歌》一詩中，對武則天陰險毒辣的性格和行為作了這樣的描述：
（她——）一個掐死嬰孩嫁禍於人的女人，一個格殺情敵毫不手軟的女人，一個被兩代玩弄逆來順受的女人，一個複仇般瘋狂報複異性的女人，一個一步一步地把丈夫置於股掌之上的女人，一個無師自通炮製“河圖洛書”的女人，一個覬覦帝位終於登基的女人，一個屠盡大臣麵不改色的女人，……武則天做女皇的企圖及為此進行的一係列準備活動，被一些大臣識破，遭到了他們的激烈反對。唐中宗嗣聖元年（684年）九月，原來被武則天貶出京城的柳州司馬徐敬業在揚州起兵，成為反武鬥爭最早的信號，當時聚眾多達十餘萬，一時聲震江南。徐敬業的叛亂很快被平定，武則天度過了第一次重大政治危機。平定叛亂之後，武則天又對宰相班子進行了調整，將在宰相裴炎在這次危機中不但不幫助武則天對付徐敬業，還以此要求武則天還政睿宗，結果被武則天處死。
然後，武則天將其他幾個宰相罷免，補韋方質、武承嗣、韋思謙為宰相。以後的兩年內，武則天對宰相班子進行了頻繁的調整，主要是建立效忠於自己的執政親信。
為了給做女皇鋪路，武則天在輿論方麵利用迷信等手段來為自己樹立威信。比如他的侄子武承嗣派人送一塊刻著“聖母臨人，永昌帝業”的白石頭，謊稱是來自於洛水。武則天很高興，還改了年號“永昌”。後來武則天總共改過十八次年號，有時一年就改三次之多。武則天還接受了睿宗和群臣上的尊號“聖母神皇”，這在曆史上沒有先例，原來的皇帝隻有在死後才有，武則天打破了這個慣例。
武則天為做女皇做的這些準備，遭到了唐高祖李淵第十一子李元嘉的反抗，但不久就被武則天平定了。從此，再沒有人對武則天的權勢提出過挑戰。
從後宮的昭儀升到垂簾於皇帝身側的帝後，又從幕後的“二聖”
公然走到前台亮相，武則天終於如願以償。她於690年正式稱帝，改唐為周，自名為，稱聖神皇帝，而此時她已是六十七歲的老人了。
對於野心勃勃的武則天來說，當皇帝並非她的終極目標，以武家店取代李唐王室，才是最高綱領。她念念不忘長孫無忌說她出身貧寒的話，在把長孫無忌驅逐出京後僅兩個月，她就令許敬宗主持修改唐太宗時期擬定的《姓氏錄》，將武姓從列於編外而遞升為第一等，大大提高了武姓地位。為實現自己的政治路線，武則天需要物色人選，形成自己的班子。在她任命而走馬上任的一大批新貴重臣中，武氏族人當然成了近水樓台，也是她班子中的主導力量。於是武氏族人大變戲法製造武後應為天下王的輿論外，一些慣於阿諛奉承的投機分子則上書請求改皇帝的姓氏為武，而昏庸的傀儡皇帝李睿還居然請求賜姓武氏，以表示天下唯武氏一姓為至尊。武則天也接二連三地發布命令，追贈自己的五代先祖，在京城和家鄉為他們建廟設祭，要求尊稱他們的墳塋為陵，又將文水縣改名武興縣，並永除當地百姓的徭役。
一時間“武”風甚囂塵上，武周店也似乎在一夜之間完全取代了李唐王室。
稱帝以後的武則天也效法曆代帝王，以縱欲為樂。她淫寵薛懷義，嬖幸張易之、張昌宗兄弟，又搜羅美少年供其淫樂。說也奇怪，她雖然年事已高，但卻無衰老之態，更有青春年少的情欲。其實縱欲本來也無需大驚小怪，既然曆代帝王無不擁有數以千計的嬪妃，那麼同為皇帝的武則天，難道就不能找上百十個男寵作陪？問題在於內宮的規矩是嬪妃不得參與朝政，而武則天卻將其男寵相繼封官，他們不僅一個個變得飛揚跋扈，而且在朝廷的地位竟也在百官之上。