武氏是幷州文水縣人，於唐高祖武德七年(624年)生於帝都長安，是武士彠和楊氏的次女，武氏的本名沒有被記載下來，她的父親武士彠從事木材買賣，家境殷實，李淵在太原起兵反隋以後，武家曾資助過錢糧衣物，是唐朝開國的功臣，曾官至工部尚書、荊州都督，封應國公。
貞觀十一年(637年)十一月，唐太宗聽說年輕的武氏有才貌，便將她納入宮中，封爲五品才人。《唐會要卷三 皇后》記載：“太宗聞武士彠女有才貌，召入宮，以爲才人。”賜號“武媚”，《新唐書卷七十六列傳第一》上說：“既見帝，賜號武媚。“後世訛稱武媚娘，武氏入宮之前，寡居的母親楊氏非常不捨。
但武氏並未得到太宗的寵愛，做了12年的才人，地位始終沒有得到提高，在太宗病重期間，武氏和太子李治建立了感情，《唐會要卷三 皇后》：“時上在東宮，因入侍，悅之。”這句話裏的“上”指的是當時的太子李治。
貞觀二十三年(649年)，太宗逝世，武才人按照唐後宮的慣例，和部分沒有子女的嬪妃們一起入長安感業寺出家爲尼，永徽元年(650年)五月，唐高宗在太宗周年忌日入感業寺進香之時，又與武氏相遇，兩人相認並互訴離別後的思念之情，《唐會要卷三》這樣寫到：“太宗崩，隨嬪御之例出家，爲尼感業寺，上因忌日行香，見之。武氏泣，上亦潸然。”
這時，無子而失寵的王皇后看在眼裏，便主動向高宗請求將武氏納入宮中，企圖以此打*擊她的情敵蕭淑妃，唐高宗早有此意，馬上就答應了。《舊唐書卷五十一》說到：“初，武皇后貞觀末隨太宗嬪御居於感業寺，後及左右數爲之言，高宗由是復召入宮，立爲昭儀。”
武氏回宮後的確迅速打敗蕭淑妃，獲得李治的寵愛，次年(652年)五月，便被拜爲二品昭儀，當時王皇后、蕭淑妃經常與武昭儀爭寵，互相說壞話，李治都不聽。
武氏攻於心計，心狠手辣，654年(永徽五年)，武氏產下長女安定思公主，在安定思公主出生後一月之際，王皇后來看望，憐愛並逗弄公主玩，王皇后走出去後，武氏趁沒人將女孩掐死，又蓋上被子，正好李治來到，武氏假裝歡笑，打開被子一同看孩子，發現女兒已經死了，武氏啼哭，問身邊的人是怎麼回事，身邊的人都說：“皇后剛剛來過這裏。”李治勃然大怒，說道：“皇后殺了我的女兒!”武氏於是哭泣着數落王皇后的罪過，王皇后無法解釋清楚，李治從此有了”廢王立武“的打算。
“廢王立武”事件沉重打擊了關隴貴族，自魏晉南北朝以來皇權不振的情況被改變，對中國歷史產生了非常大的影響。
上元元年(674年)八月，李治稱天皇，武則天稱天后，二聖臨朝，上元二年(675年)，太子李弘病逝，改立李治與武后的二子李賢爲太子。
調露二年(680年)，李賢因謀逆罪被廢爲庶人，流放巴州，因此，又立了三子李顯爲太子。
永淳二年(683)十二月，李治駕崩，臨終遺詔：太子李顯於柩前即位，軍國大事有不能裁決者，由天后決定，四天以後，李顯即位，是爲唐中宗，尊武后爲皇太后。《舊唐書》：“大帝崩，皇太子顯即位，尊天后爲皇太后。”
光宅元年(684年)二月，中宗李顯打算任命韋皇后的父親韋玄貞爲侍中，宰相裴炎不同意，力諫，李顯很生氣：”朕即使把天下都給韋玄貞，又有何不可?還在乎一個侍中嗎?”《資治通鑑?唐紀十九》記載：“我以天下與韋玄貞，何不可!而惜侍中邪!”武后以此爲藉口將李顯廢黜爲廬陵王，並遷於房州，立第四子豫王李旦爲帝，是爲睿宗，武后臨朝稱制，自專朝政。《舊唐書》是這麼說的：“二月戊午，廢皇帝爲廬陵王，幽於別所，仍改賜名哲，己未，立豫王輪爲皇帝，令居於別殿，大赦天下，改元文明，皇太后仍臨朝稱制。”
垂拱二年(686年)，武后大開告密之門，規定任何人均可告密，同時，武后又先後任用索元禮、周興、來俊臣、侯思止等一大批酷吏，在朝廷內外便形成了十分恐怖的政治氣氛，以致大臣們每次上朝之前，都要和家人訣別，整天都惶惶不可終日，這一年殺安南王李穎等宗室十二人，又鞭殺了故太子李賢(武后第二子)的兩個兒子。
李姓諸王自然也不願意坐以待斃，垂拱四年(688年)八月，博州刺史琅邪王李衝於博州(今山東聊城東北)舉兵，豫州刺史越王李貞起兵豫州(今河南汝南)呼應，武后分遣丘神勣、魏崇裕擊之，琅邪王李衝起兵七日敗死;九月，越王李貞兵敗自殺，武后想盡除李氏諸王，使周興等審訊他們，迫韓王李元嘉、魯王李靈夔、黃國公李撰、東莞郡公李融、常樂公主等自殺，親信等均被誅，唐之宗室被殺*戮殆將盡矣，幼弱倖存者也被流嶺南，又誅殺了其親黨數百家。
天授元年(690年)九月初九，67歲的武則天在6萬民衆與官員的擁護下登上皇帝寶座，改唐爲周，改元天授，尊號聖神皇帝。但仍以李旦爲皇嗣，賜姓武氏，歷史上將武則天的周朝叫做武周。
報告給武則天，說他們誹謗朝廷，結果李重潤、永泰公主和丈夫武延基三人被處死，但三人的死法，史書上記載不盡相同。
神龍元年(705年)正月，武則天病重，臥牀不起，宰相張柬之、崔玄暐等，交結禁軍統領李多祚，佯稱張易之、張昌宗兄弟謀反，發動兵變，率禁軍五百餘人，衝入宮中，殺死二張兄弟，隨即包圍武則天寢宮，要求武氏退位，史稱神龍革命。
武氏被迫禪讓帝位與太子李顯，是爲中宗，中宗爲其上尊號爲“則天大聖皇帝”，武周朝結束，唐朝復辟。
神龍元年農曆十一月二十六日(705年12月16日)，武氏在洛陽上陽宮病死，年八十二，遺言去帝號，稱“則天大聖皇后”，神龍二年(706年)五月，與高宗合葬乾陵，留無字碑。
