则天的姪子而获武则天起用，由右卫将军累进至兵部、礼部尚书，并监修国史。天授元年（690年），武则天称帝，大封武姓宗族为王。武三思为梁王，赐实封一千户。武三思性格跋扈，又善于阿谀奉承。早在光宅元年（684年），武三思就屡劝武则天先杀掉韩王李元嘉和鲁王李灵夔等。垂拱四年（688年），武三思以韩王、鲁王等和起兵反武的越王李贞、琅邪王李冲等通谋，均赐死，并尽杀其党羽，为武则天称帝扫清道路。武后曾欲立武三思为太子，为狄仁杰所驳，但武三思仍受武后所信任。神龙元年（705年）神龙革命，唐中宗复辟，武三思进位司空、