，武则天开始称“陛下”。
李唐宗室众人十分清楚，武则天已是实际上的皇帝了，至于名义上的登基改号，只是一个时间问题，李唐宗室所面临的，却是一场灭顶之灾。出于自我保全之计，他们纷纷起兵。首先，李唐宗室以“迎还中宗”、“救拔睿宗”为旗号号召众人，但因范阳王李霭出首，密谋败露，仓促之间，韩王李元嘉首先起兵，继而琅琊王李冲在博州起兵，越王李员在豫州起兵，霍王李元轨在青州起兵，鲁王李灵夔在邢州起兵。但这时国家较为安定，人民不愿为一家一姓的名利再去生什么内乱，于是，李氏诸王的军队皆无斗志，武则天的兵马一到，不是坠城投降，就是纷纷逃走，根本不堪一击，在很短的时间内，李氏诸王的这次叛乱就被武则天轻而易举地镇压下去了。
李氏诸王的这次失败也说明，关陇贵族门阀在社会上也逐渐丧失了人心。因为一百多年以来，这些门阀士族在大众中很有影响，很有号召力，李渊起兵后人心迅速归附，就是最好的例证。在唐朝社会安定发展了几十年以后，庶族地主的力量兴起，逐渐取代了门阀士族的影响，人们开始不愿为一家一姓效力，开始考虑社会的公平与正义，这不能不说是一种历史的进步。而李氏贵族集团历代以武力为胜，如今其子孙也失去了祖先的雄威，看来，门阀士族的衰落已是无法挽回的了。
在镇压了这次叛乱以后，武则天果真决心清除敌对势力了。她采取了三条措施：一是鼓励告密；二是严刑逼供；三是任用酷吏。武则天在朝堂之上设立了一个铜制的告密箱，专门用来接受告密的文书，并下令，无论什么人，都可以到京城面见皇帝，告发机密；凡是告密之事，任何人不得盘查、阻拦；外地来京告密者，不论职位高低，哪怕是农夫樵子，也一律按五品官员的标准供应食宿，到京后可住官家客馆。更妙的一条是，如果告密有功，那就破格封官；如果告密失实，也绝不加以追究。于是各地告密者蜂拥而至，告密者日益增多，积案如山。
武则天还从告密者中把周兴、来俊臣、索元礼等酷吏提拔上来，专门负责告密案件的处理，进行“肃反”，他们秘密观察李氏宗族中王公大臣的行迹，一有可乘之机，他们立即加以逮捕，酷刑逼供，诬其谋反。这些人多出身无赖，狡诈残忍、惯于陷害无辜，是一帮杀人不眨眼的刻子手，使用异常残酷的手段，帮助武则天镇压异己。周兴、来俊臣、索元礼等酷吏还编写《告密罗织经》，教授门徒，以便罗织害人，并创制出“方梁压髁”、“猕猴钻火”、“驴驹拔橛”、“凤凰亮翅”等酷刑和“求即死”、“死猪愁”、“定百脉”等刑具。这些酷吏每人都杀了数千人，其中尤以来俊臣为最，一破获“罪犯”就连及千余家。在这次运动中，大臣被杀者数百家，李唐宗室被杀达数百人，刺史以下官吏被杀者更是不计其数。武则天的这种十分过火的恐怖政策，造成了无数人的屈死。
就这样，武则天借助告密和酷吏一举荡平了李唐宗室势力，宗室子弟几乎被斩尽杀绝，道路已经扫平，人心已经归向。朝野上下“人人自危，相见莫敢交言，道路以目”，确实是无人敢造反了。
至此，武则天的第三步计划其实已完全实现，至于做皇帝的名号，只是一个手续问题。
登基改国号
690年，洛阳魏国寺有个法明和尚，利用武则天要称皇帝的心理。作了《大云经疏》献上。“经疏”中牵强附会地说武则天是弥勒佛投胎转世，佛让她代替李唐作皇帝，一统天下，当今大臣百姓都应向神皇尽忠，方可子孙昌炽；如有背叛，天理难容。武则天立即命令将经颁布天下，并令各州都建立大云寺，收藏《大云经》，由僧人向百姓宣讲。
同年，侍御史傅游艺带领关中的百姓九百多人站在皇宫外请求改国号“周”，赐皇帝姓武。武则天假装不同意，却又提升傅游艺为给事中。此后，文武百官及李唐宗室、远近百姓、四夷酋长、沙门、道士等各界人士六万余人组成一支极其庞大的请愿队伍，要求皇帝改李姓为武姓，改唐为周。
这年九月，武则天见“民意不可违”，表示同意皇帝李旦和百官的请求，穿上龙袍，登上则天楼，宣布改唐为周，尊号“圣神皇帝”，以李旦为继承人，赐武姓。她身穿皇帝服饰，光彩奕奕，在洛阳登上了大周皇帝的宝座。中国历史上惟一的一位女皇，就此正式诞生了。时年67岁。
武则天称皇以后，并不是万事顺利的。首先，她必须解决两个矛盾：一是她同李唐宗室争夺地位的矛盾，一是因滥杀而造成的她与大臣之间的矛盾。随着时间的推延，她与李氏的矛盾逐渐淡化下来，要解决与大臣之间的矛盾，那批酷吏可就成了替罪羊。特别是由于告密和酷吏的横行肆虐，造成了小人钻营，世风败坏，人心惶恐，冤狱遍地，怨声载道。这说明告密和酷吏的作用已经十分不得人心。武则天由此意识到，这个权宜之计使命既已完成，该是收场的时候了。
为了安定民心，稳定政局，她下令限制告密，并向酷吏开刀。武则天禁锢了当年滥告滥杀的二十七名酷吏，找机会杀掉了以善于制造“谋反”罪而著称的酷吏周兴和来俊臣，使矛盾渐渐地缓和下来。应当说，武则天晚年时期的政治气氛还是比较宽松自由的，她的统治也应当是稳固的。
周兴是个杀人不眨眼的恶魔，垂拱以后，被其陷害者有数千人。天寿二年（691），酷吏丘神勣因罪被杀，有人告发周兴与丘神勣通谋。武则天令来俊臣审理此案。这就是历史上有名的“请君入瓮”。来俊臣先不问案子，请周兴去家中饮酒。席间，来俊臣向周兴请教：“弟遇一案，罪犯坚不承认，为之奈何？”周兴说：“我有一妙计。取一大瓮，用柴炙热，投犯人于瓮中，不怕他不开口。”来俊臣听罢连称妙极，立即命人抬来一个大瓮，四周点起大火。拉周兴到瓮边说：“请君入瓮”。周兴虽未入瓮，但在流放岭南途中被仇人杀死。罪恶昭著的索元礼也是同样下场。神功元年（697）来俊臣被杀，弃尸于市，时人无不拍手称快，欲争相食其肉，可见这些人民愤之大与积怨之深。
武则天早些年借酷吏之手，为她扫荡了政敌，而今又借用酷吏的头颅，清洗自身，缓和危机。由此可见，武则天权谋之高明。
武则天践位称帝后，锐意图新，制定和实施了一系列治国安邦的政略。她的第一项政略是广招贤才。她把此项政略看成治国之本，天子之责。因此，招贤纳士，选才任能，在武则天称帝以后得到了广泛实施。她选才的方法是：一、自举。规定内外九品以上的官吏和百姓都可以“毛遂自荐”，根据自己的才能要求升官或做某官。二、试官。下令各级官吏举荐人才，亲自接见。先让其试作某官，然后提拔重用或罢免。三、员外官。这是有职无权的官，但同样领取奉禄。四、殿试贡生。亲自考贡生、亲自录取，发展完善了科举制度。五、武举，选拔有军事才能和武艺的人。这种不计门第，不讲地位，不论资排辈的选拔官吏方法，无疑是一种很好的措施，能广泛地选拔有才能的人到各级衙门任职。
武则天用人不计门第，不欺无名，不避仇怨。上官婉儿的祖父上官仪和父亲上官庭芝都被武则天所杀，上官婉儿被黥面罚做宫里的奴婢，武则天发现上官婉儿文学才华很好，就把她收在自己的身边，信任重用。批阅奏章，起草诏令都交上宫婉儿办理。又如，武则天要宰相狄仁杰推荐一个有将相才能的人，狄推荐了张柬之，说：“这人虽然老了，但有宰相的才能。”后来武则天又要狄仁杰推荐贤才。狄说：“前次推荐的张柬之，还没见用呀！”武则天说：“已经任命为司马了！”狄说：“我推荐的张柬之可以当宰相，不是当司马的。”不久张柬之被提升当了宰相。
武则天当政时期，还搜访了不少有才能而正直的人，诸如郝处俊、杜景俭、徐有功、魏玄同、魏元忠、姚崇、裴行俭、娄师德、王孝杰、唐休景、狄仁杰、王及善、朱敬则等，都是当时有才能的文武大臣。虽然其中有的被武则天杀了，但这些大臣最突出的特点是不趋炎附势、阿谀奉承，为人正派，敢于直谏。
武则天还爱护贤才。长寿元年（692），狄仁杰、任知古、裴行本、魏元忠等人陆续被酷吏所陷，投入牢狱。当审问狄仁杰时，他满口承认，但事后偷偷从自己的衣服上撕下一块布，写明冤状，放在丝棉袄中，借天气转热，请狱官交给家人拆洗成单衣。狄的儿子拿到这个布状上告至武则天处，武则天责问来俊臣。来说：“假如没有事实，狄仁杰怎么会肯承认谋反。”武则天有些怀疑，又派通事舍人周綝去查询。来俊臣假造了一张狄仁杰的“请死表”，便叫周綝转交武则天。武则天还是不相信，便亲自召见狄仁杰，问：“你为什么承认谋反？”狄会杰回答：“如果不承认，早已被打死了！”武则天问：“那又为什么要作请死表？”狄仁杰说没有这回事。武则天拿请死表让狄仁杰看，原来是来俊臣伪造的。后来狄仁杰升为宰相，武则天非常信任他，每次称呼不叫名字，而称为“国老”。狄进见时，武则天也不让他下拜，还说：“每见你下拜，我就感到全身疼痛。”狄仁杰死后，武则天哭泣说：“朝堂空了。”从此，朝廷遇大事而群臣又解决不了时，武则天便叹息说：“天老爷怎叫我的国老死这么早啊！”
三任徐有功，更是武则天护贤的范例。徐有功不滥用法，不枉杀无辜的官吏，为了案件，与武则天争论也持理不让，使她敬畏三分。徐有功被人诬告，武则天责问他：“你审讯的案子，办错的为什么这么多？”徐不慌不忙地回答说：“错案对做臣的�