武則天連忙調動了30萬兵馬迎戰，讓李孝逸領兵平叛。徐敬業不久便連遭失敗，他和駱賓王先後被部將殺死。隻用了40天的時間，徐敬業的叛亂便被平定了，武則天有驚無險地渡過了這次大的政治危機。
在平定徐敬業的叛亂之後，武則天又對宰相班子進行了調整。因為宰相裴炎在這次危機中不但不幫助武則天對付徐敬業，還以此要求她還政於睿宗，結果被武則天處死。然後，武則天又罷免了其他幾個宰相，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，建立了效忠於自己的執政集團。
為了給自己做女皇鋪路，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。武則天十分高興，遂改年號為“永昌”。武則天還接受了睿宗和群臣上的尊號“聖母神皇”。這在曆史上是絕對沒有的，原來的皇帝隻有在死後才有尊號，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武力反抗，但不久就被平定了。從此，再沒有人對武則天的權勢提出過挑戰。
公元690年，武則天認為親臨帝位的條件成熟，先借佛教僧人之口廣造輿論:“武後為彌勒佛轉生，當代唐為天子。”後來，她導演了以唐睿宗為首的六萬臣民上表勸進，請改國號之事。然後，她在重陽節這一天登基，改唐為“周”，自號“聖神皇帝”。因此，武則天還把自己名字的“照”，改為“曌”，意為武氏王朝將如日月當空一樣，長久永存。
武則天稱帝後，更重視人才的選拔和使用，為廣攬人才，不計門第，不拘資格，發展和完善科舉製度，為更多更廣地發現人才創造了有利的條件。武則天重視農業生產。認為“建國之本，必在於農”，命人撰成農書頒行天下。她繼續推行均田製，在邊遠地區實行軍事性屯田、營田，成效顯著。她重視和提倡興修水利，在獨掌政權時，還大修地方水利工程，並且以境內農田好壞作為獎懲官吏的標準。這些措施促進了農業生產的發展，並且使國家糧倉儲備充足、地方儲糧富足、人口顯著增加。
武則天掌權時期，也有很多過失。執政後，她多疑臣民不忠於自己，任用索元禮、周興及來俊臣等酷吏，嚴酷逼供，獎勵告密，牽連了很多無辜的人。一些汙吏刑訊逼供，誣陷於人，使不少文臣武將蒙受不白之冤。她晚年好大喜功，生活奢靡，崇佛教、建寺院等活動，耗費大量財資和勞力，寵愛男嬖張昌宗、張易之兄弟。二人狐假虎威，作威作福。
她作為中國曆史上唯一的女皇帝，排除萬難和阻礙，在執政時期，形成強有力的中央集權，社會安定，經濟發展，上承“貞觀之治”，下啟“開元盛世”。但是，她後期執政的弊端，使她的功過參半。