光宅元年，公元684年春季正月，甲申朔日，朝廷更改年号为嗣圣，大赦天下。接着，朝廷册立太子妃韦氏为皇后；将皇后的父亲韦玄贞从普州参军提拔为豫州刺史。癸巳日，朝廷任命左散骑常侍杜陵人韦弘敏为太府卿、同中书门下三品。
唐中宗打算任命韦玄贞为侍中，还想授予自己乳母的儿子五品官职；裴炎坚决反对，中宗愤怒地说：“我就算把天下交给韦玄贞，又有什么不可以！难道还舍不得一个侍中职位吗！”裴炎对此十分恐惧，将此事禀报太后武则天，秘密谋划废黜中宗。
二月戊午日，太后召集文武百官到乾元殿，裴炎与中书侍郎刘祎之、羽林将军程务挺、张虔勖率领禁军入宫，宣读太后的命令，废黜中宗为庐陵王，将他搀扶下殿。中宗说：“我犯了什么罪？”太后说：“你想要把天下交给韦玄贞，这还不算有罪！”于是将中宗幽禁在别的住所。己未日，朝廷拥立雍州牧豫王李旦为皇帝。国家政事由太后决断，让睿宗住在偏殿，不许他参与朝政。朝廷册立豫王妃刘氏为皇后。刘氏是刘德威的孙女。有十几名禁军飞骑兵在街巷里饮酒，其中一人说：“早知道没有什么功劳赏赐，不如拥立庐陵王复位。”有一个人起身，前往北门告发了这件事。在座的人还没散去，就全部被逮捕，关押在羽林军监狱，说话的人被斩首，其余的人因知情不报全部被处以绞刑，告发的人被任命为五品官。告密的风气从此兴起。壬子日，朝廷立永平郡王李成器为皇太子，李成器是睿宗的长子。大赦天下，更改年号为文明。庚申日，朝廷废黜皇太孙李重照为平民，命令刘仁轨专门主持西京长安的留守事务。将韦玄贞流放到钦州。
太后写信给刘仁轨说：“从前汉朝把关中的事务托付给萧何，如今我把西京的事务托付给你，道理是一样的。”刘仁轨上奏疏，以年老体衰无法承担留守重任为由推辞，还陈述了西汉吕后祸乱败亡的旧事来规劝告诫太后。太后派秘书监武承嗣携带盖有玉玺的诏书前去慰问晓谕他说：“如今皇帝正在守丧，不能说话，我暂且代替他亲自处理朝政；劳烦你从远方前来劝诫，又以年老多病为由推辞。你还说‘吕氏被后代人嗤笑，吕禄、吕产给汉朝带来灾祸’，引用的比喻很深刻，我既惭愧又欣慰。你的忠贞节操，始终没有改变，刚强正直的风范，从古到今很少有人能比得上。刚听到这些话时，我怎能不迷惘；静下心来思考，这实在是一面借鉴得失的镜子。况且你是先朝的有德老臣，天下人都敬仰你，希望你能以匡正挽救国家为己任，不要以年老为由请求辞官。”
辛酉日，太后命令左金吾将军丘神积前往巴州，检查原太子李贤的住宅，防备意外变故，实际上是暗示他杀害李贤。丘神积是丘行恭的儿子。
甲子日，太后亲临武成殿，皇帝率领王公以下的官员为太后奉上尊号。丁卯日，太后亲临殿前平台，派礼部尚书武承嗣册封继位的皇帝。从此太后常常驾临紫宸殿，挂上浅紫色的帷帐处理朝政。丁丑日，朝廷任命太常卿、检校豫王府长史王德真为侍中；任命中书侍郎、检校豫王府司马刘祎之为同中书门下三品。
三月丁亥日，朝廷将杞王李上金改封为毕王，将鄱阳王李素节改封为葛王。
丘神积抵达巴州，将原太子李贤幽禁在别的房间，逼迫他自杀。太后于是把罪责推到丘神积身上，戊戌日，在显福门为李贤举行哀悼仪式，将丘神积贬为叠州刺史。己亥日，朝廷追封李贤为雍王。不久丘神积又被召回朝廷，担任左金吾将军。
夏季四月，开府仪同三司、梁州都督滕王李元婴去世。辛酉日，朝廷将毕王李上金改封为泽王，授予苏州刺史一职；将葛王李素节改封为许王，授予绛州刺史一职。癸酉日，朝廷将庐陵王迁移到房州；丁丑日，又将他迁移到均州原濮王李泰的住宅。
五月丙申日，高宗的灵柩向西运回长安。闰五月，朝廷任命礼部尚书武承嗣为太常卿、同中书门下三品。
秋季七月，戊午日，广州都督路元睿被昆仑人杀害。路元睿昏庸懦弱，下属官吏恣意横行，有商船到达港口时，下属官吏对商人侵夺勒索不止。外国商人向路元睿申诉，路元睿却索要枷锁，想要将他们逮捕治罪。众商人愤怒不已，有一个昆仑人袖藏短剑径直登上厅堂，杀死了路元睿以及他身边的十几个人后离去，没有人敢靠近，凶手登上船只驶入大海，官府派人追赶却没有追上。
温州发生大水灾，冲走了四千多家百姓。突厥阿史那骨笃禄等人率军侵犯朔州。八月，庚寅日，朝廷将天皇大帝安葬在乾陵，庙号为高宗。
当初，尚书左丞冯元常受到高宗的信任托付，高宗晚年多病，各个部门上奏事情，高宗常常说：“我身体不舒服，可以和冯元常共同商议后再上报。”冯元常曾秘密进言说：“皇后的权威太重，应该稍加抑制减损。”高宗虽然没有采纳他的建议，但深深认为他说得有道理。等到太后临朝行使皇帝权力，各地官员争相进言谈论吉祥的征兆；嵩阳县县令樊文进献有祥瑞征兆的石头，太后命令在朝堂上展示给文武百官看，冯元常上奏说：“这块石头的征兆涉嫌谄媚欺诈，不能用来欺骗天下人。”太后很不高兴，将他外放为陇州刺史。冯元常是冯子琮的曾孙。丙午日，太常卿、同中书门下三品武承嗣被罢免职务，改任礼部尚书。括州发生大水灾，冲走了两千多家百姓。
九月甲寅日，朝廷大赦天下，更改年号为光宅。旗帜都改用金色。八品以下的官员，原来穿青色官服的，改穿碧色官服。将东都洛阳改名为神都，宫殿改名为太初宫。又将尚书省改名为文昌台，左、右仆射改名为左、右相，六部改名为天、地、春、夏、秋、冬六官；门下省改名为鸾台，中书省改名为凤阁，侍中改名为纳言，中书令改名为内史；御史台改名为左肃政台，增设右肃政台；其余的省、寺、监、率等官署名称，全部按照类别进行修改。朝廷任命左武卫大将军程务挺为单于道安抚大使，以防备突厥入侵。
武承嗣请求太后追封她的先祖为王，建立武氏七庙，太后采纳了他的建议。裴炎进谏说：“太后以母亲的身份治理天下，应当表现出最大的公正无私，不能偏私自己的亲属。难道没看到吕氏败亡的教训吗！”太后说：“吕后是把权力托付给在世的人，所以才导致败亡。如今我追尊去世的人，有什么损害呢！”裴炎回答说：“做事应当防微杜渐，不能让不良的苗头滋长。”太后没有听从他的劝告。己巳日，朝廷追尊太后的五代祖武克己为鲁靖公，五代祖母为夫人；追尊高祖武居常为太尉、北平恭肃王，曾祖武俭为太尉、金城义康王，祖父武华为太尉、太原安成王，父亲武士彟为太师、魏定王；追尊他们的妻子都为王妃。裴炎因此得罪了太后。太后又在文水县修建了五代祠堂。
当时武氏宗族的人掌权用事，李唐宗室人人自危，众人心中悲愤惋惜。恰逢眉州刺史英公李敬业和他的弟弟盩厔县令李敬猷、给事中唐之奇、长安县主簿骆宾王、詹事司直杜求仁都因事获罪，李敬业被贬为柳州司马，李敬猷被罢免官职，唐之奇被贬为括苍县令，骆宾王被贬为临海县丞，杜求仁被贬为黟县县令。杜求仁是杜正伦的侄子。盩厔县尉魏思温曾经担任过御史，后来又被罢黜。他们都在扬州相聚，各自因为仕途失意而心怀怨恨，于是密谋发动叛乱，以匡复庐陵王为借口。
魏思温是他们的主谋，他派自己的同党监察御史薛仲璋请求奉命出使江都，又让雍州人韦超前往薛仲璋处告发谋反事件，说“扬州长史陈敬之图谋反叛”。薛仲璋于是逮捕陈敬之，将他关押在监狱里。过了几天，李敬业乘坐驿车抵达扬州，谎称自己是扬州司马前来赴任，还说“奉秘密圣旨，因高州酋长冯子猷谋反，要发兵讨伐他”。于是打开府库，命令士曹参军李宗臣前往铸钱作坊，驱赶几百名囚徒、工匠，发给他们铠甲兵器。在监狱里斩杀了陈敬之；录事参军孙处行抵抗，也被斩首示众，下属官吏没有人敢乱动。于是李敬业征发一州的兵力，又恢复使用嗣圣元年的年号。设立三个府署，第一个叫匡复府，第二个叫英公府，第三个叫扬州大都督府。李敬业自称匡复府上将，兼任扬州大都督。任命唐之奇、杜求仁为左、右长史，李宗臣、薛仲璋为左、右司马，魏思温为军师，骆宾王为记室，十天之内就集结了十多万兵力。李敬业派人向各州县传送檄文，檄文大致说：“非法把持朝政的武氏，本性并不温顺，出身实在贫寒低贱。从前充当太宗的后宫才人，曾借侍奉太宗更衣的机会得到宠幸，到了晚年，又在太子宫中淫乱。她隐瞒了先帝对她的宠幸私情，暗中谋求在后宫的专宠地位，最终登上皇后的宝座，使我们的君主陷入禽兽般乱伦的羞耻境地。”檄文又说：“武氏杀害姐姐、屠戮兄长、谋害君主、毒死母亲，这种行为是人神共同憎恨的，是天地所不能容忍的。”又说：“她心怀篡夺皇位的野心，暗中窥伺皇权。君主的爱子，被她幽禁在别的宫殿；武氏的宗族亲信，却被她委以重任。”又说：“先帝陵墓上的泥土还没有干，年幼的君主又在哪里呢！”又说：“试看今天的天下，究竟是谁家的天下！”太后看到檄文后，问道：“这是谁写的？”有人回答说：“是骆宾王。”太后说：“这是宰相的过失啊。有这样的才华，却让他漂泊失意、不得志！”
李敬业找到一个相貌和原太子李贤相像的人，欺骗众人说：“李贤没有死，逃亡到这座城里，命令我们起兵。”于是拥戴这个人来发号施令。
楚州司马李崇福率领下属三个县响应李敬业。只有盱眙人刘行举占据县城不肯依从，李敬业派部将尉迟昭攻打盱眙，刘行举率军抵抗，击退了尉迟昭。朝廷下诏任命刘行举为游击将军，任命他的弟弟刘行实为楚州刺史。
甲申日，朝廷任命左玉钤卫大将军李孝逸为扬州道大总管，率领三十万大军，任命将军李知士、马敬臣为他的副手，率军讨伐李敬业。
武承嗣和他的堂弟右卫将军武三思因为韩王李元嘉、鲁王李灵夔地位尊贵、声望很高，多次劝说太后借故诛杀他们。太后和执政大臣商议这件事，刘祎之、韦思谦都一言不发；只有内史裴炎坚决反对，太后越发不高兴。武三思是武元庆的儿子。
等到李敬业起兵，薛仲璋是裴炎的外甥，裴炎想要表现出从容不迫的样子，不急于商议讨伐的事。太后向裴炎询问计策，裴炎回答说：“皇帝已经长大成人，却不能亲自处理朝政，所以那些小子才敢以拥立庐陵王为借口起兵叛乱。如果太后把政权交还给皇帝，那么叛乱不用讨伐就会自行平息。”监察御史蓝田人崔詧听说这件事后，上奏说：“裴炎接受先帝的临终托付，大权掌握在自己手中，如果他没有谋反的图谋，为什么请求太后归还政权？”太后命令左肃政大夫金城人骞味道、侍御史栎阳人鱼承晔审讯裴炎，将他逮捕入狱。裴炎被逮捕后，言辞神态都不屈服。有人劝裴炎说些恭顺的话来免除死罪，裴炎说：“宰相被关进监狱，哪里有保全性命的道理！”
凤阁舍人李景谌告发裴炎必定谋反。刘景先和凤阁侍郎义阳人胡元范都说：“裴炎是国家的重臣，对国家有功，尽心侍奉君主，这是天下人都知道的，我们敢证明他没有谋反。”太后说：“裴炎谋反的迹象已经很明显了，只是你们不知道罢了。”两人回答说：“如果裴炎谋反，那我们也谋反了。”太后说：“我知道裴炎谋反，也知道你们没有谋反。”文武百官中证明裴炎没有谋反的人很多，太后都不听从。不久刘景先、胡元范也一起被关进监狱。丁亥日，朝廷任命骞味道为检校内史、同凤阁鸾台三品，任命李景谌为同凤阁鸾台平章事。
魏思温劝说李敬业道：“您以匡复庐陵王为借口起兵，应该率领大军大张旗鼓地进军，直接攻打洛阳，那么天下人就会知道您的志向是救援王室，四面八方都会起来响应。”薛仲璋说：“金陵有帝王之气，而且有长江作为天然屏障，足以固守，不如先攻取常州、润州，作为建立霸业的根基，然后再向北进军谋取中原，这样进可以取胜，退有地方可归，这是一条万全之策！”魏思温说：“崤山以东的英雄豪杰因为武氏独断专权，心怀悲愤不满，听说您起兵，都自己蒸麦饭作为军粮，举起锄头作为兵器，等待南方军队的到来。您不趁着这个有利的形势建立大功，反而退缩不前，想要先谋求自己的巢穴，远近的人听说这件事，谁不会人心离散！”李敬业没有听从他的建议，派唐之奇留守江都，自己率军渡过长江攻打润州。魏思温对杜求仁说：“兵力聚合在一起就强大，分散开来就弱小，李敬业不集中兵力渡过淮河，收服崤山以东的民众来攻取洛阳，失败就在眼前了！”
壬辰日，李敬业攻克润州，生擒刺史李思文，任命李宗臣取代他的职位。李思文是李敬业的叔父，他事先得知李敬业的谋反计划，就派人从小路向朝廷报告变故，后来被李敬业率军攻打，坚守了很长时间，最终因兵力耗尽而城池陷落。魏思温请求将李思文斩首示众，李敬业不允许，对李思文说：“叔父依附于武氏，应该改姓武。”润州司马刘延嗣拒不投降，李敬业将要斩杀他，魏思温出面营救，刘延嗣才得以幸免，他和李思文一起被关押在监狱里。刘延嗣是刘审礼的堂弟。曲阿县令河间人尹元贞率军援救润州，战败后被李敬业擒获，李敬业用刀架在他的脖子上，尹元贞宁死不屈，最终被杀害。
丙申日，朝廷在都亭斩杀裴炎。裴炎临刑前，回头对兄弟说：“兄弟们的官职都是靠自己的本事得到的，我没有出丝毫力气，如今却因为我的缘故被流放，难道不令人悲痛吗！”官府查抄他的家产，发现他家里连一石粮食的积蓄都没有。刘景先被贬为普州刺史，后来又被贬为辰州刺史，胡元范被流放到琼州，最终死在那里。裴炎的侄子太仆寺丞裴伷先，年仅十七岁，向朝廷呈上密封的奏章，请求拜见太后陈述事情。太后召见了他，责问他说：“你的伯父谋反，你还有什么话可说？”裴伷先说：“我是为陛下谋划计策罢了，哪里敢为伯父申诉冤屈！陛下是李家的媳妇，先帝去世后，你就立刻独揽朝政，更换继位的皇子，疏远排斥李氏宗族，尊崇封赏武氏宗族。我的伯父忠于国家，却被诬陷有罪，还连累子孙被杀害。陛下这样做，我实在为你感到惋惜！陛下应该早点把政权交还给皇帝，自己安安稳稳地在深宫里休养，这样武氏宗族才能保全；否则，天下一旦发生变故，就再也无法挽救了！”太后愤怒地说：“胡说八道，小子竟敢说出这样的话！”命令把他带出去。裴伷先回头说：“现在采纳我的建议，还不算晚！”这样说了三次。太后命令在朝堂上杖打他一百下，然后将他长期流放到瀼州。裴炎被关进监狱后，郎将姜嗣宗奉命出使长安，刘仁轨向他询问东都洛阳的事情，姜嗣宗说：“我早就发觉裴炎的行为异于常人了。”刘仁轨说：“是你自己发觉的吗？”姜嗣宗说：“是的。”刘仁轨说：“我有奏章要上奏，希望托你带回去禀报太后。”姜嗣宗说：“好的。”第二天，姜嗣宗接过刘仁轨的奏表返回洛阳，奏表上说：“姜嗣宗知道裴炎谋反却不揭发。”太后看完奏表后，命令在殿庭上揪住姜嗣宗，将他绞死在都亭。
丁酉日，朝廷追削李敬业祖父和父亲的官爵，挖开他们的坟墓，劈开棺材，恢复其家族原来的姓氏为徐氏。
李景谌被罢免职务，改任司宾少卿，朝廷任命右史武康人沈君谅、着作郎崔詧为正谏大夫、同平章事。
徐敬业听说李孝逸率领大军即将到来，从润州率军返回抵抗，驻扎在高邮县的下阿溪；派徐敬猷率军进逼淮阴，派别将韦超、尉迟昭率军驻扎在都梁山。
李孝逸率领大军抵达临淮，偏将雷仁智率军与徐敬业交战，失利，李孝逸心生畏惧，按兵不动。监军殿中侍御史魏元忠对李孝逸说：“天下的安危，就在这一战了。天下太平的时间已经很久了，忽然听说有人叛乱，众人都翘首以盼，等待朝廷诛杀叛贼。如今大军长时间停留不进，远近的人都会感到失望，万一朝廷另外任命其他将领来取代你，你用什么理由来逃避逗留观望、贻误战机的罪责呢！”李孝逸于是率领大军进军。壬寅日，马敬臣率军在都梁山进攻并斩杀了尉迟昭。
十一月，辛亥日，朝廷任命左鹰扬大将军黑齿常之为江南道大总管，率军讨伐徐敬业。韦超率领部众占据都梁山，将领们都说：“韦超凭借险要的地势固守，士兵们无法施展勇猛，骑兵们无法施展脚力；况且走投无路的贼寇会拼死作战，攻打他们会损失很多士兵，不如分兵围困这里，大军直接奔赴江都，捣毁他们的巢穴。”支度使薛克构说：“韦超虽然占据险要地势，但他的兵力并不多。如今如果留下很多兵力围困，那么前线的兵力就会被分散；如果留下的兵力太少，最终会成为后患，不如先攻打他们，一定能攻克，攻克了都梁山，那么淮阴、高邮的叛军就会闻风瓦解。”魏元忠请求先攻打徐敬猷，将领们说：“不如先攻打徐敬业，徐敬业失败后，徐敬猷自然会不战而降。如果攻打徐敬猷，那么徐敬业会率军援救，我们就会腹背受敌。”魏元忠说：“不是这样的。叛贼的精锐部队，都集中在下阿溪，他们是乌合之众，利于速战速决，万一我们失利，大事就完了！徐敬猷出身于赌徒，不熟悉军事，他的兵力单薄，军心容易动摇，大军一到，很快就能攻克。徐敬业即使想要援救，计算路程也一定赶不及。我们攻克徐敬猷后，乘胜进军，即使有韩信、白起那样的名将，也抵挡不住我们的锋芒。如今不先攻取弱小的敌人，却急于攻打强大的敌人，这不是好计策。”李孝逸听从了他的建议，率军攻打韦超，韦超趁夜逃跑；又进军攻打徐敬猷，徐敬猷脱身逃走。
庚申日，徐敬业率领军队凭借下阿溪的险要地势抵抗官军，后军总管苏孝祥趁夜率领五千人，乘坐小船渡过溪水率先发起进攻，结果战败，苏孝祥战死，士兵们掉进溪水里淹死的超过一半。左豹韬卫果毅渔阳人成三朗被徐敬业擒获。唐之奇欺骗众人说：“这就是李孝逸！”准备将他斩首，成三朗大声呼喊说：“我是果毅成三朗，不是李将军。官军现在大批赶到了，你们很快就要被打败了。我死了，妻子儿女会享受荣华富贵，你们死了，妻子儿女会被官府没收为奴婢，你们最终比不上我！”于是成三朗被斩首。
李孝逸等各路大军相继赶到，多次交战都失利。李孝逸害怕了，想要率军撤退，魏元忠和行军管记刘知柔对李孝逸说：“现在风向有利，荻草干燥，这是火攻的好时机。”坚决请求与叛军决战。徐敬业的军队布阵已经很久了，士兵们大多疲惫不堪，军心涣散，阵型无法整顿；李孝逸率军发起进攻，趁机顺风放火，徐敬业的军队大败，官军斩杀七千多人，淹死的人不计其数。徐敬业等人率领轻骑兵逃入江都，带着妻子儿女逃往润州，准备从海路逃往高丽；李孝逸率军进驻江都，分别派遣将领追击徐敬业。乙丑日，徐敬业逃到海陵地界，遭遇大风，无法出海，他的部将王那相砍下徐敬业、徐敬猷和骆宾王的首级前来投降。其余的党羽唐之奇、魏思温都被逮捕，他们的首级被送到神都，扬州、润州、楚州三州的叛乱被平定。
陈岳评论说：徐敬业如果能够采纳魏思温的计策，直接进军黄河、洛水流域，专心致力于匡复王室的大业，即使军队战败、自身被杀，也算是忠义之士。然而他荒谬地希望凭借金陵的帝王之气图谋霸业，这就真的成了叛逆，他不失败还等什么呢！
徐敬业起兵叛乱时，命令徐敬猷率领五千士兵，沿着长江向西进军，攻取和州的土地。前任弘文馆直学士历阳人高子贡率领几百名同乡抵抗徐敬猷，徐敬猷无法向西进军。高子贡因功被任命为朝散大夫、成均助教。
丁卯日，郭待举被罢免职务，改任左庶子；朝廷任命鸾台侍郎韦方质为凤阁侍郎、同平章事。韦方质是韦云起的孙子。
十二月，刘景先又被贬为吉州员外长史，郭待举被贬为岳州刺史。
当初，裴炎被关进监狱时，单于道安抚大使、左武卫大将军程务挺曾秘密上奏为他申辩，因此违背了太后的旨意。程务挺向来和唐之奇、杜求仁关系很好，有人诬陷他说：“程务挺和裴炎、徐敬业暗中勾结，图谋反叛。”癸卯日，太后派遣左鹰扬将军裴绍业到军中斩杀了程务挺，查抄了他的家产。突厥人听说程务挺死了，到处设宴饮酒，相互庆贺；又为程务挺修建祠堂，每次出兵征战，必定到祠堂里祈祷。
太后因为夏州都督王方翼和程务挺曾经共事，关系向来亲密友好，而且王方翼是被废黜的王皇后的近亲，就征召他入朝，关进监狱，后来王方翼被流放到崖州，最终死在那里。