元明天皇
晩年は、幼い首皇子の子孫に皇統が安泰して継承されるために手を打った。和銅6年(713年)11月には、首皇子の異母兄弟である広世王と広世王の兄弟を臣籍降下させ、首皇子が文武天皇の唯一の皇子となる。そして、和銅7年(714年)正月、娘の氷高内親王に、将来の皇位継承を見越して、食封を1000戸に加増された(内親王は二品で、令制では300戸が相当であった)。同年6月、首皇子が立太子。
霊亀元年(715年)1月には、氷高内親王を一品に昇叙させる。翌2月、もう一人の皇女である吉備内親王を妃に迎えていた長屋王家を取り立て、吉備内親王所生の男女については、三世王でありながら、皇孫(二世)の待遇とすることとした。これによって、長屋王は一世親王の待遇を得ることになり、草壁直系の皇統に対する「藩屏」としての役割を果たすようになった。
皇太子となった首皇子であったが、当時の天皇は、皇太子として天皇の治世を補佐する期間を一定程度経ることが慣例として求められており、また皇太子は数え15歳で、天皇としては若年であったことから、同年9月2日、皇位を預かる後継者として、氷高内親王(元正天皇)に皇位を譲って、同日太上天皇となった。
慶雲4年6月15日(707年7月18日)、文武天皇が25歳で崩御。残された孫の首(おびと)皇子(後の聖武天皇)はまだ幼かったため、初めて皇后を経ないで即位した。ただし、義江明子説では持統上皇の崩御後、文武天皇の母である阿閇皇女が事実上の後見であり、皇太妃の称号自体が太上天皇に代わるものであったとする。
慶雲5年1月11日(708年2月7日)、武蔵国秩父(黒谷)より銅(和銅)が献じられたので和銅に改元し、和同開珎を鋳造させた。この時期は大宝元年(701年)に作られた大宝律令を整備し、運用していく時代であったため、実務に長けていた藤原不比等を重用した。
和銅3年3月10日(710年4月13日)、藤原京から平城京に遷都した。左大臣石上麻呂を藤原京の管理者として残したため、右大臣藤原不比等が事実上の最高権力者になった。
和銅5年(712年)正月には、諸国の国司に対し、荷役に就く民を気遣う旨の詔を出した。同年には天武天皇の代からの勅令であった『古事記』を献上させた。和銅6年(713年)には『風土記』の編纂と好字令(「諸国郡郷名著好字令」)を詔勅した。
715年には、郷里制が実施された。