后，名为避先帝、先后之称，实欲自尊。十二月，武则天上建言十二事：
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（此前为一年）。
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，益禀入（增薪）。
十二：百官任事久，材高位下者，得进阶（提级）申滞。
李治都同意，下诏颁布施行。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。而武则天执政期间，其宗教政策为以佛教在道教之上。
武则天蒙汉良篆刻
上元二年（675年），李治患的风眩症更厉害了，便与大臣们商议，准备让武则天摄政。宰相郝处俊谏道：“陛下奈何将高祖、太宗的天下，不传给子孙而委任给天后啊！”李治因而暂时停议。
武则天得知后，就召集了大批文人学士，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，以分割宰相的权力，被当时的人称作“北门学士”。同年，太子李弘病逝，李治改立自己与武则天的二子李贤为太子。
调露二年（680年），李贤因谋逆罪被废为庶人，流放巴州。因此，李治又立武则天第三子李显为太子。
永淳二年（683年），李治驾到奉天宫，当时武则天从封泰山以后，劝李治封禅中岳。李治因患病而终止。不久，李治命李显代理国政，宰相裴炎、刘齐贤、郭正一等人协助理政。李治从奉天宫回东都，病得很厉害，宰相以下大臣都不能晋见。同年十二月，李治驾崩于紫微宫贞观殿，临终遗诏：太子李显于柩前即位，军国大事有不能裁决者，由天后（武则天）决定。四天以后，李显即位，是为唐中宗，尊武则天为皇太后。
太后称制
嗣圣元年（684年）二月，李显打算任命韦皇后之父韦玄贞为侍中，裴炎力谏，李显生气地说：”朕即使把天下都给韦玄贞，又有何不可？还在乎一个侍中吗？”武则天以此为借口将李显废黜为庐陵王，并迁于房州，转而立第四子、豫王李旦为帝，是为唐睿宗。