为皇嗣，赐姓武氏，以皇太子为皇孙。立武氏七庙於神都，追尊周文王曰：始祖文皇帝。立武承嗣为魏王，武三思为梁王，其余武氏多人为王及长公主。
武氏派右鹰扬卫将军王孝杰为武威军总管，与武卫大将军阿史那忠节率兵赴西域征讨吐蕃。唐军大胜，连克於阗、疏勒、龟兹、碎叶等安西四镇，仍置安西都护府於龟兹，发兵戍守。
长寿三年（694）武三思率四夷首领请以铜铁铸天枢，立於端门外，以歌颂武后的功德。武后亲题曰：大周万国颂德天枢。
天枢铸造历时八月而成，其形制若柱，高一百零五尺，直径十二尺，八面，每面各五尺，下为铁山，周一百七十尺，以铜为蟠龙、麒麟环绕之；上为腾云承露盘直径三丈，盘上四龙直立捧火珠，高一丈。
工人毛婆罗造模，武三思为文，刻百官及四夷首领之名於其上。用铜铁二百万斤，请胡聚钱百万亿，买铜铁不能足，赋民间农器以足之。
万岁通天元年（696），契丹首领李尽忠和孙万荣率兵起义，攻陷营州，杀都督赵文翽。武氏派将军曹仁节、张玄遇、李多祚等率兵征讨。
由於误中吐蕃伏兵，全军覆没。接着，武氏再派武攸宜、王孝杰等率兵讨伐，均大败而归。
神功元年（697），武则天又派武懿宗、娄师德、沙吒忠义率兵二十万，讨伐契丹。孙万荣兵败被杀，契丹余众归降於突厥。
神功元年（697）武氏使武懿宗审讯刘思礼谋反事，武魏宗说只要刘思礼指出哪些朝士有分谋反，就免其死罪，於是刘思礼诬告宰相李元素、孙元亨等三十六家海内名士，皆遭灭族，亲旧连坐流窜者千余人。时人以为武懿宗之残暴仅次於周兴、来俊臣。
是年，来俊臣欲罗告武氏诸王及太平公主（中宗之妹，武则天唯一长大成人的亲生女儿），又欲诬皇嗣（唐睿宗）及庐陵王（唐中宗）与南北衙共同谋反，拟一网打尽。
武氏诸王与太平公主都十分害怕，共同揭发其罪行，下狱处以极刑。仇家争食其肉，不一会就食尽。来俊臣凶狡贪暴网罗无辜，织成反状，杀人不可胜计。赃贿如山，冤魂塞路，武后亦知天下愤怨，下令数他的罪状，并没收其家财。
