贞观十七年(643年),太子李承乾被废,晋王李治被立为太子。于是不甘寂寞的武才人借太宗晚年多病太子入侍之便,与李治暗中往来,打定了把自己托付给这位比自己小四岁的储君的主意。性格刚强又长于心计的武则天,很容易便取得了懦弱的李治的好感。
贞观二十三年(649年)唐太宗去世。依唐后宫之例,武才人和后宫没有生育过的侍妾入感业寺削发为尼。永徽元年(650年),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。由于无子而失宠的王皇后将此事看在眼里,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,比才人高了两等。过去争风吃醋的王皇后和萧淑妃预感到自己的地位受到了威胁,便联合起来诋毁武昭仪。由于外廷官僚的介入,这场后宫的争斗意义不同寻常。
永徽三年(652年)七月,后宫刘氏所生的唐高宗长子李忠被立为太子,这是经过王皇后同意后,太尉长孙无忌及另外三名宰相褚遂良、韩瑷、于志宁一起出面办的。而后又拉张行成、高季辅、宇文节在太子东宫兼职,为李忠安排了一个最强有力的保护班子。所有宰相,除李勣一个人全部都卷入了这一立储事件。
原来这时武则天怀孕的消息已从后宫传出来——半年后生下了她和唐高宗的第一个儿子李弘,这使没有生育过的王皇后感到恐慌。但是操纵外廷的是托孤大臣长孙无忌,一个世纪以来掌握西魏、北周、隋、唐政权的关中军事贵族或称关陇集团,也以长孙无忌为核心。王皇后是西魏大将军王思政的后人,长孙无忌一伙为其政治集团的利益着想,自然要极力维护王皇后,反对武则天,从而匆忙导演了这场抢占太子位的好戏。
武则天隐忍了两年,看起来她只是接二连三地为唐高宗生儿育女。但是到了永徽五年(654年),事情发生了转机。
立太子李忠的事件告诉武则天,内外廷都是容不得她的。既然没有了退路,她绝不安分守己听天由命,决定下毒手嫁祸于人。永徽五年(654年)初,武则天生下一女婴,唐高宗视小女儿如掌上明珠。有一天,王皇后独自前来探望女婴,等王皇后离去以后,武则天见机狠心掐死了自己的亲生女儿。稍后高宗前来,掀开被子一看,大惊失色,忙询问情况。侍奉宫女都说王皇后刚刚离开此地,武则天也痛哭流涕,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。以当时情形而论,武则天只有施展宫廷阴谋,脚踩自己幼女的尸体,才朝皇后位置迈进了一步。
于是,唐高宗李治便和武则天一起来到长孙无忌府第,借饮宴刺探他的立场。在饮宴期间,高宗先是把无忌的三个儿子拜为朝散大夫,又赐给他大量金银锦帛,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,只得回宫。不久,武则天又指示她的母亲杨氏到长孙无忌处说项,却遭到长孙无忌的严词拒绝。武则天终于明白,以自己的出身门第,根本不可能指望得到贵族遗老们的支持,她和长孙无忌集团的决斗提到日程上来了。
武则天在一群不得志的官僚中找到了支持者,诸如中书舍人李义府、王德俭、御史大夫崔义玄、御史中丞袁公瑜和许敬宗,都是关陇集团以外的人。李义府按照许敬宗外甥王德俭的主意,首先上表请求废王皇后立武昭仪。武则天大喜,私下派人劳勉,李义府随即被提拔为中书侍郎。有这些人在外廷替她说话办事,她如虎添翼,可以同长孙无忌摊牌了。
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。事情败露之后,唐高宗在盛怒之下,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,但由于遭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,再次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。
永徽六年(655年)八九月间,皇帝正式提出废立大事,借口是“皇后无子,武昭仪有子,今欲立昭仪为后”。长孙无忌一派反对,褚遂良、韩瑷等人也坚持己见:“皇后名家,不可轻废。一定要换,也要妙择天下令族,礼义名家,不可立武氏。”还抬出妲己、褒姒等女祸倾覆殷周的故事为亡国的鉴诫。宰相中唯有李勣对皇帝说:“此陛下家事,何必更问外人!”暗示他不要理会众人的反对,于是唐高宗李治拿定了主意。九月,高宗先贬褚遂良为外官;十月,下诏废王皇后,贬萧淑妃为庶人,立武则天为皇后。十一月,李勣主持了册封皇后礼。第二年正月,太子李忠黜为梁王,李弘取代他为太子。