圣历元年（698）武承嗣、武三思谋求当太子，几次使人对武后说：自古天子未有以异姓为嗣者。文学馆武后犹豫未决，狄仁杰对武后说：姑侄之与母子，哪个比较亲近？（武承嗣、武三思皆武后之侄，中宗、睿宗则武后之子）陛下立子，则千秋万岁后，祭祖於太庙；立侄则未闻侄为天子祭姑於太庙者。
又劝武后召还庐陵王（中宗）。武后由是无立武承嗣、武三思之意。乃召庐陵王还东都，皇嗣（睿宗）请逊位於庐陵王，武后立庐陵王为皇太子，命为元帅，狄仁杰为副元帅率兵击突厥。
武后信重狄仁杰，常谓之国老而不呼其名。狄仁杰好诤谏，武后每屈意从之。仁杰卒，武后泣曰：朝堂空矣！常叹：天夺吾国老何太早邪！
张易之、张昌宗兄弟年少美姿容，入侍武后。二人常傅朱粉、穿着华丽的衣服。武承嗣、武三思等都争着追捧他们，甚至为他们执鞭牵马。
中宗长子邵王李重润（中宗第二次为太子时封为邵王）与其妹永泰郡主及郡主婿武延基窃议张易之兄弟何得任意入宫，易之投诉於武后，武后敕李重润、永泰郡主、武延基皆赐死。
武则天晚年张易之、张昌宗兄弟迅速崛起，成为武则天的新宠，武则天孙女永泰公主因与丈夫武延基和皇兄、时为邵王的李重润一起议论面首张易之、张昌宗兄弟，被处死。
神龙元年（705），武则天病笃，卧床不起，只有宠臣张易之、张昌宗兄弟侍侧。宰相张柬之、崔玄暐与大臣敬晖、桓彦范、袁恕己等，交结禁军统领李多祚。佯称张易之、张昌宗兄弟谋反，於是发动兵变，率禁军五百余人，冲入宫中，杀死二张兄弟，随即包围武则天寝宫，要求武氏退位，史称神龙革命。
武氏被迫禅让帝位与太子李显，是为唐中宗。中宗上尊号为则天大圣皇帝。武周一朝结束，唐朝复辟，百官、旗帜、服色、文字等皆复旧制，恢复以神都为东都。
神龙元年，武氏在上阳宫病死。年八十二。遗制去帝号，称则天大圣皇后。神龙二年（706），与高宗合葬乾陵，留无字碑。
对於武则天，从唐代开始，历来有各种不同的评价，角度也各不相同。唐代前期。由於所有的皇帝都是她的直系子孙，并且儒家正统观念还没完全占据统治地位，所以当时对武则天的评价相对比较积极正面。
但随着时间的推移，特别是司马光所主编之《资治通监》。对武氏严厉批判。到了南宋期间，程朱理学在中国思想上占据了主导地位，轻女的舆论决定了对武则天的评价。
譬如明末清初的时候，着名的思想家王夫之。就曾评价武则天鬼神之所不容，臣民之所共怨。惟不可否认的是。武后善治国、重视延揽人才，首创科举考试的殿试制度，而且知人善任，能重用狄仁杰、张柬之、桓彦范、敬晖、姚崇等中兴名臣。
国家在武则天主政期间，政策稳当、兵略妥善、文化复兴、百姓富裕，故有贞观遗风的美誉，亦为其孙唐玄宗的开元之治打下了长治久安的基础，武则天对历史做出过巨大的贡献。
武则天对历史发展做出的第一个贡献是，她打击了保守的门阀世族。武则天被立为皇后以后，把反对她做皇后的长孙无忌、褚遂良等人一个一个的都赶出了朝廷，贬逐到边远地区。这对於武则天来说，是杀鸡儆猴，但这些关陇集团和他们的依附者，在当时已经成为一种既得利益的保守力量。
把他们赶出政治舞台标志着关陇集团从北周以来长达一个多世纪统治的终结，也为社会进步和经济发展创造了一个良好的条件。
第二是促进了经济的发展。武则天在建言十二事中就建议劝农桑，薄赋役。在她掌权以后，又编撰了《兆人本业记》颁发到州县，作为州县官劝农的参考。
她还注意地方吏治，加强对地主官吏的监察。对於土地兼并和逃亡的农民，也采取比较宽容的政策。
因此，武则天统治时期，社会是相当安定的，农业、手工业和商业都有了长足的发展，户口也由唐高宗永徽三年（652）的380万户增加到唐中宗神龙元年（705）的615万户，平均每年增长0.721%。这在中古时代，是一个很高的增长率，也是反映武则天时期经济发展的客观数据。
第三个贡献是推动了文化的发展。唐人沉既济在谈及科举制度时说到：太后颇涉文史，好雕虫之艺。太后君临天下二十余年，当时公卿百辟，无不以文章达，因循日久，浸已成风。
沉既济的这些话包含了丰富的内容。一是武则天重视科举，大开制科。有一次策试制科举人时，她亲临考场，主持考试。
二是当时进士科和制科考试主要都是考策问，也就是申论。文章的好坏是录取的主要标准。
三是武则天用人不看门第，不问是否为高级官吏的子孙，而是看有否政治才能。因此特别注意从科举出身者中选拔高级官吏。科举出身做到高级官吏的越来越多。这就大大刺激了仕人参加科举的积极性，更刺激了一般人读书学习的热情。这就是沉既济所说的浸已成风。
开元、天宝年间父教其子，兄教其弟，五尺童子耻不言文墨焉的社会风气，就是从武则天时期开始的。正是文化的普及，推动了文化的全面发展。着名的诗人和文学家崔融、李乔都是这个时期涌现出来的。雕塑、绘画也达到了前所未有的水平。
另外武则天也有不少负面评价，岑仲勉说，武后任事率性，好恶无定，终其临朝之日，计曾任宰相七十三人。
其主政初期，由於大兴告密之风，重用酷吏周兴、来俊臣等，加上后世史学家不齿於她违反传统的礼教，身为女子，竟然拥有不少男性嫔妃（称为男宠），所以史书内都对她的所作所为大加鞭鞑，直斥其阴险、残忍、善弄权术，与中宗时韦后之专政，合称为武韦之乱。
但赵翼为武则天的私生活辩护，说：人主富有四海，妃嫔动千百，后既为女王，而所宠幸不过数人，固亦未足深怪，故后初不以为讳，而且不必讳也。
武则天统治的缺失主要是丢失领土。首先在686年主动丢弃了安西四镇，在692年才派王孝杰收复。
另外又在696年激起孙万荣、李尽忠的叛乱，使武周期间契丹奚落入突厥人手中。安北都护府在高宗死时尚处在中国统治，而滥杀程务挺、弃用王方翼等名将更使东突厥复国。安北始终没有再收复过。她几乎将太宗、高宗辛苦经营的安北、安西全部放弃了。
另外如果说武则天用唐休璟、狄仁杰等是知人善用，那也只是修正以前的错误。武则天统治初期任用来俊臣、索元礼等酷吏，再加上以僧怀义等统兵，反映出她任人唯亲的性格、用人并非是看才能的一面。到了晚年才有所改变。
宋代洪迈在《容斋随笔》说：汉之武帝、唐之武后，不可谓不明，清代赵翼谓其为女中英主。
杂录─相传唐太宗在世时，曾请天文师算命，天文师认为，不出三十年，李氏皆亡於一个姓武的人手里。於是太宗屠杀武氏朝臣，没想到所算者竟是他身边的武才人。
相传在感业寺时期，李治有次前往祭拜，看到武氏后便魂不守舍。当时，与萧淑妃争宠的王皇后，便趁此纳武氏为自己派系，跟萧淑妃对抗，没想到两人皆亡於武氏之手。
武则天称帝后，亦有多名男宠。其中最出名者乃冯小宝（薛怀义），武则天后派他在洛阳东的白马寺出家，法名怀义，但仍与武则天私通。某年盂兰盆节，当时已经逐渐失宠的怀义，为讨武则天注意，火烧明堂，火势蔓延整个洛阳。
武则天为了改革文化，创造了则天文字。部分的则天文字还传到日本、韩国，甚至成为某些日本人的人名用字。
武则天着有《垂拱集》百卷，《金轮集》十卷，已散佚。今存诗四十六首，《全唐文》编其文为四卷。
武则天称帝前掌握实权的6年，使用了3个年号，称帝的15年使用了16个年号，是中国皇帝中用年号最多和密度最高的皇帝。居於第二的是西晋皇帝晋惠帝司马衷。
历史上除武则天外也曾另有两位因其他原因而普遍不被后世史学家承认的女性皇帝，她们分别是北魏的元氏和唐高宗在位时代的陈硕真。
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