光明皇后
聖武の一周忌が終わると孝謙と光明子は仲麻呂邸に入った。仲麻呂は務める紫微令が紫微内相に格上げされ、中央と地方の軍事権を掌握するなど権力基盤を固めていく。また、この頃に謀反の疑いを掛けられていた諸兄は、自ら政界から身を引いた。さらに大伴古慈斐と淡海三船が、仲麻呂の企みにより禁固させられている。
仲麻呂が政権を掌握した背景には、光明子の後ろ盾があったとするのが通説だが、政権運営に光明子がどこまで関与していたのかについては研究者の見解は異なる。この時期に光明子が玉璽や駅鈴を握って詔を発し、光明子自らが勲功を叙し、本来は天皇が下す勅を紫微中台が発している。これらから笹山は、紫微中台を光明子による専制的な政治機構としたうえで仲麻呂は一体となって権勢を振るったとしている。また、このころに年号を四字にしたことや「年」を「歳」に改めたことも則天武后の影響とする意見もあり、光明子が自らを則天武后になぞらえたとする見方もある。
天平勝宝9歳(757年)1月に諸兄が死去すると、同年3月に皇太子道祖王が廃され、同年4月には大炊王(淳仁天皇)が立太子される。史料には廃太子は孝謙の意向によって行われたと記されているが、大炊王と関係が深い仲麻呂が主導したとするのが通説である。ただし共謀者について研究者の見解が分かれており、瀧浪や林は仲麻呂一人による計画とするが、渡辺晃宏や倉本一宏は孝謙と仲麻呂の2人によるものとし、義江は光明子と仲麻呂の2人によるものとし、木本は光明子を中心として孝謙・仲麻呂の3人によるとしている。上野正裕は塩焼王と池田王が光明子の意中の候補者であったが主に年齢的な理由によるもので大炊王に積極的に反対する理由もなかったとしている。
天平10年(738年)に、亡き宇合の嫡子藤原広嗣は大養徳守に出世するが、親族を誹謗した事を理由に同年12月に大宰少弐に左遷された。広嗣が誹謗した親族が具体的に誰なのかは定かではないが、笹山晴生は光明子に対する批判であった可能性を指摘している。さらに天平12年(740年)8月に広嗣は、諸兄政権を批判しそのブレーンであった玄昉と吉備真備の追放を上表した。この広嗣の行動は反乱(藤原広嗣の乱)と見なされて討伐軍を派遣され、同年11月1日に鎮圧された。
乱がいまだ解決していない同年10月29日に、聖武は突如として東国に行幸する。この行幸は壬申の乱における大海人皇子を追体験するためとされ、光明子らも同行している。同年12月1日に不破で警護する騎兵を解散した。聖武は行幸を終えても帰京せず、諸兄の別荘がある相楽郡に恭仁京の造営を命じた。聖武自らも天平12年(740年)12月15日に恭仁京に入り、遅れて光明子らも続いた。
翌天平13年(741年)2月14日、聖武は国分寺建立の詔を出すが、これは光明子の勧めによるものであった。光明子は詔が発せられる1月前に不比等から相続していた食封5000戸を返上し、その一部を国分寺に施入している。国分寺の建立は、唐の則天武后が各州に建立した大雲寺に倣ったとするのが通説である。
光明子の功績として大規模な写経事業を行ったことも挙げられる。写経は功徳を得るための手段であり、特に光明子による写経は鎮護国家を実現するための国家事業であった。光明子の発願により写経された経典は『光明皇后願経』と総称される。
光明子の写経事業は私的な写経所から始められたが、これが皇后宮職写経所、東院写一切経所、福寿寺写経所、金光明時写経所、東大寺写経所と変遷・拡大していった。研究者はこれらの写経所を一括して皇后宮識系統写経機構と呼ぶが、その記録は正倉院写経所文書として現存している。