李义府首发其难，率先上表请求废王皇后而立武则天，永徽六年（公元655年）八月，唐高宗正式提出废立皇后事宜，长孙无忌一派当然是“濒死固争”，褚遂良等人也来谏劝，并说皇后出自名家，不可轻易废弃，即便要立新皇后，也应选择名门淑女，不该立武则天这种侍奉过先帝的人，并举出妲己、褒姒等妖女亡国的前朝事例，谏阻唐高宗。在当时的宰相中，唯有李勣没有参与抢立太子李忠之事，因此他在这时不冷不热地说：“这是陛下自己家里的私事，何必要问外人呢？”
九月，先贬褚遂良出朝。十月，下诏废王皇后为庶人，立武则天为皇后。十一月，李勣主持册后典礼。第二年，太子李忠被贬为梁王，立武则天之子李弘为太子。
武则天当皇后的目的达到了，她的第二步计划是攫取权力。武则天当皇后以后，当务之急是把原皇后一党彻底整垮。把王皇后、萧淑妃禁死于冷宫，把褚遂良贬死在爱州，逼令长孙无忌自杀，又杀柳爽于象州，韩瑗被逼死在振州，这些人的主要亲属也都被杀或遭贬谪。至高宗显庆四年（公元659年），长孙无忌的权力集团被彻底摧垮，“自是政归中宫矣”。
据史书记载，高宗不仅懦弱寡断，而且身体不好，经常头晕目眩，不能理事，政事均交武后处理。“上初苦风眩头重，目不能视，百司奏事，上或使皇后决定之。后性敏捷，涉猎文史，处事皆称旨，由是始委以政事，权与人主侔矣。”说她的权力与高宗相等，还是轻了，其实实权还是操在武则天的手里，尤其显庆年间以后，更是如此，以至与高宗并称“二圣”，与皇帝无异。