皇帝起初不愿意下诏审判李贤，但在皇后的逼压下，他不得不下诏：由中书侍郎薛元超、黄门侍郎裴炎、御史大夫高智周组成了高级专案组，会同法官审理此案。整个审讯过程是按照皇后的意图进行的。人们后来又给李贤安上新的罪名，说他谋反。证据是从李贤宫中搜到皂甲数百领。有这个证据，皇后便提出了废宫的要求。当时内心痛苦的皇帝迟延再三，不肯签发废宫的诏书。高宗当然明白太子不会谋反，他根本没有谋反的必要，天下早晚是他的。他想不追究下去，但皇后向他施加压力：“李贤谋逆，大义灭亲，没什么可宽恕的！”皇帝不得不下诏，顺从了武则天的意思。
调露二年（公元680年）八月二十二日，李贤被废为庶人，幽闭在宫中，数百领皂甲被运送到洛阳的天津桥南，烧毁示众。因李贤宫废而受到牵连的人，大体有下面两种。一种是与注《后汉书》有关的人，如张大安被左迁为普州刺史，刘讷言被流放振州等。另一种是与李贤有过交往的皇室。《资治通鉴》永隆元年记载：冬，十月，壬寅，苏州刺史曹王李明、沂州刺史嗣蒋王李炜，因为连坐李贤之党，李明降封零陵郡王，在黔州安置，李炜被从贵族中除名，在道州安置。但是，对于大多数官僚，武则天采取了比较宽容的态度。史书记载：李贤之案发生后，其余官僚的罪过，皇上全赦免了。武则天此时的打击对象主要是李贤，并不想把网张得太大。
李贤在被废以后，于巴州安置。巴州离长安近2400里，离洛阳近2600里，是一个远离首都政治生活的地方。但武则天即使对这个被废的太子的才具也敬而且畏，深惧其谋反，又怕他为众人拥戴，从而给武则天以后的掌权带来麻烦。武则天深谋远虑，预为提防。谋杀李贤，势在必行。嗣圣元年（公元684年）二月，在把中宗逮捕废掉的三天之后，武则天派左金吾将军丘神勣到成都去。到了成都，那位特使首先把李贤监禁在后院屋内，然后逼迫其自缢。
为掩饰此次谋杀，武则天令人在显福门举哀，文武百官恭祭李贤之灵，武后以丧子之母，亲与祭奠。把此次李贤自缢的过错都推在丘神勣身上，贬丘神勣为垒州刺史。次事做得可谓干净利索。一般而论，丘神勣因“过错”而致一个皇子于死地，是不会轻易逃出法网的。但是，几乎还没有过半年，丘神勣又被召回东都，官复原职。于是可知，丘神勣只是奉行武后旨意。
正如民间流传的那首《黄台瓜词》一样，武则天摘去了李弘与李贤两个黄瓜，但是，她的争权斗争并没有到此为止，她还在与自己的亲生儿子的争权中乐此不疲。
废李贤的第二天，八月二十三日，李显被立为皇太子，并宣布改调露二年为永隆元年（公元680年），大赦天下。中宗李显是武则天四个儿子中最平庸的一个。除了那个术士明崇俨为了排挤李贤，称其面相有点类似太宗之外，史书上再未见到表扬他的记载。相反，他在京师监国期间，就由于颇事游玩、打猎，荒怠政事，使高宗和武则天大伤脑筋，在一些元老重臣的规谏下仍未见改变，被迫把他召到洛阳。
开耀二年（公元682年）正月，皇太子李显为高宗生下一个皇孙，这使高宗喜出望外，毕竟李唐皇室有了后嗣。高宗为他取名为重照，并在满月的那天，大赦天下，改元永淳，寄托了高宗对子孙们承继大业的厚望。不久，高宗又下令立皇孙李重照为皇太孙，并且想为他开府置官属。这是一个极不正常的举措，因为李显刚被立为太子，重照也只生下来一个多月，高宗就想为太子指定接班人。据时人王方庆说立皇太孙在历史上仅有三例，但都是在皇太子已经死去的情况下。从理论上说，当皇太子健在之时，另立皇太孙的作法是荒谬的。任何一个君主，不论他的才智如何杰出，能选定一个合适的接班人，就已经是难能可贵的了。至于在既定接班人之后，又再指定接班人之接班人，是越俎代庖，画蛇添足。
自武则天的眼光看来，皇帝的那些措施是不足畏惧的，因为她已经大权在握。立皇太孙是他被逼得走投无路时想出来的绝招。好比一个财主，出远门的时候，在自己的大门上先扣上一把锁，再扣上一把锁，自以为固若金汤。
这回皇帝真要出远门了，这便是要到极乐世界去。他的身体，自显庆以后日益恶化。按理，患这种病的人应该静养。但是，皇帝在他生命的最后几年，却大搞封禅活动。而支持乃至敦促他大搞封禅的正是皇后。皇后的目的似乎是把皇帝的注意力从她夺权活动上引开，而这也加速了他病情的恶化。
如果看看高宗遣葬日的《高宗天皇大帝哀册文》，那是武则天亲自撰写的，里面充满了对亡夫的深切追念：
瞻白云而茹泣，望苍野而摧心。怆游冠之日远，哀坠剑之年深。泪有变于湘竹，恨方缠于谷林。念兹孤幼，哽咽荒襟。肠与肝而共断；忧与痛而相寻。顾慕丹楹，迥环紫掖。抚眇嗣而伤今，想宸颜而恸昔。寄柔情于简素，播天声于金石。
字里行间流露出的感情颇为感人。但在《资治通鉴》中还有这样一段记载：弘道元年（公元683年）七月，高宗头晕目不能视。侍医张文仲、秦鸣鹤曰：“疾风上逆，刺头血可治好。”武则天内心里希望皇帝早死，好得以自专，怒曰：真该杀！龙体怎么能刺血呢？御医叩首请恕罪。高宗说：“医生说治病的事有什么罪？况且我目眩难以忍受，听任他们治吧。”御医刺了几次。高宗说：“我的眼睛能看到了！”话未说完，武后在帘中拜谢曰：“天赐我师！”厚赏御医。司马光认为武则天是盼着高宗早死，也有研究者认为武则天是爱之切而乱了方寸。无论哪种解释更合理，此时的武则天不会因为高宗的先去而使情感大乱的。作为一个政治家，她更多考虑的是高宗的身后事，自己在高宗死后怎样更牢地把握住权力，乃至夺取更大的权力。
高宗死前留下一道遗诏。关于武氏的权力，遗诏中说：“军国大事有不决者，兼取天后进止。”这个遗诏对武则天作了很大的限制，武则天感到了权力的失落。要武则天放弃权力，退而闲居度日，不是她所能容忍的。她的第一个表示是违反遗嘱的规定，未使中宗立刻在“梓宫前”继位。在高宗驾崩后的那几天，武则天对太子李显继承王位，也踌躇不定。究竟是让太子登基继承王位呢？或是采取激烈办法，或假造圣旨，或采用政变行动，立刻自己称帝即位呢？实际说来，她早已不愿再演配角坐第二把交椅，或做帝王之后，或做帝王之母。不自己手执王节，终不称心惬意。六天六夜里，她自己心中争辩不决。她当然可以毒杀太子显，但是下一步仍要毒杀太子旦。这样做究竟是否得策，颇为犹豫。她最终决定不采取阴谋的毒害办法，而采取“合法”手段。她要临朝称制，立个幼子，可以使幼君退隐在背后，自己利用幼君之名，行统治之实。有人反对时，就犯叛国之罪，因为她临朝称制，代皇帝行使职权，于法有据。如此决定之后，她才在第七天，依照裴炎的主张，让太子登基，继高宗为中宗皇帝。
文明元年二月（公元684年），在天皇死后61天，武则天又行动了。她利用外朝的裴炎集团，完成了废李显、立李旦的使命，而李旦又被迫“居于别殿”，政事由太后处置。至此，武则天实质上已登上了权力的最高峰。
武则天并没被胜利冲昏头脑，她还有几件扫尾的工作要完成。
第一，废皇太孙李重照。废李重照是废李显的必然。李重照被立为皇太孙，是传子孙原则的最明白无误的表现。子既已被废，孙的被废，就不在话下了。对李重照的处分是很严厉的。这个还只有两岁多的小孩，被废为庶人，永远开除出士族队伍。高宗苦心经营的传子孙原则，就被武则天这么轻而易举地摧毁了。
第二，剥夺李重福西京留守的职位。李重福为李显长子，因为系庶出，非李显妃韦氏生，不得立为皇太孙。高宗朝末，李治与武则天赴东都洛阳时，李重福被任命为西京留守，副留守是刘仁轨。现在李重福被剥夺了留守位置。第三是将李显安置在房州。二月废立后，李显被废为庐陵王。四月份，他被迁往房州，房州是个专门安置失意皇子的地点。被剥夺了帝位的李显，被人严加看管。第四是除去她最不放心的李贤。
到了五月，大势已定，武则天完成了流放并软禁废天子（李显），挟持新天子（李旦），秘除有潜在威胁的废太子（李贤）——他们都是她的亲生儿子。至此，武则天才令大行皇帝李治的灵驾西归，葬在乾陵。
武则天有一种顺我者昌、逆我者亡的刚狠性格，哪怕是亲生儿子，只要成为障碍，也决不手软。她在对自己的丈夫和儿子施尽手段之后，终于独揽大权了。
