弘道元年（公元683年），高宗驾崩。
高宗的遗嘱并未授予武则天临朝称制的权力，关于武则天的权力，他说了一句话：“军国大事有不决者，兼取天后进止。”尽管她有政治导师的地位，但新皇帝只有对那些拿不准的问题，才“兼取天后进止”。遗诏对她已有的权力作了幅度甚大的限制，这对于习惯了掌握大权，政由己出的武则天来说是不能忍受的。但她的权力来源于君权，高宗有此遗诏，她一时没有办法。
在这时挽救武则天的是裴炎。侍中裴炎这位全朝唯一的顾命宰相，在天皇死后三天--十二月七日，即太子在柩前即位的第二天上奏，以为嗣君尚未正式受册为皇帝，也未听政，未应发令宣敕，故请宰臣奏议，望宣“天后令”于门下施行。按大唐先例，先帝死后，太子是可以在册受加冕之前发令宣敕、行使皇帝权力的，裴炎此奏实是多此一举。这道奏议所请，除了无前例可援之外，还有一个致命的缺点，即是不理“军国大事有不决者，兼取天后进止”的遗诏，“宰臣奏议，天后将令于门下施行”。这时侍中裴炎是唯一的顾命宰相，是门下省的长官，且宰相团议政的“政事堂”也在门下省，所以他一人发出了此项号召。此举实在大有问题，若非讨好天后，想拉拢武则天为己用，就是轻视了天后，以为一介女流好控制。
这是意外的天赐良机！由于裴炎的主动奏请，武则天终于正式单独取得了摄政权。所以太子李显在十一日正式受册嗣位后，天后被尊为太后，但武则天并未因嗣皇帝丧满而还政，而是顺着裴炎所请，径行扩大为自我专权。
若说裴炎讨好武则天，则是因为他内心中也有企图，想借武则天之手实现。裴炎集团有一个不成文的政治纲领，那就是拥立李旦为皇帝。而要拥立李旦，则必须把李显弄下去。现在李显刚刚即位，他的亲信人物并不处于掌权地位，正是废除他的最好时机。而对于武则天来说，她要实现临朝称制，皇帝李显也是最大的障碍。由此两伙人有了共同的利益和目标。
武则天和裴炎较早的合作是在永隆元年（公元680年），裴炎参与了废太子李贤的活动。第二年，他们又共同阻住劲敌裴行俭入相的步伐。
永徽六年（公元655年），裴行俭听说李义府上了改立武则天为皇后的表章后说：“国家从此不得安宁了！”武则天知道后，将裴行俭从长安令贬为西州（今新疆吐鲁番）都督府长史。此后，他长期在最重要的国防前线--河西陇右地区担任军职。先任西州都督府长史，麟德二年（公元665年）做到安西大都护，使西域各国纷纷归降。总章二年（公元669年）以后，裴行俭做了吏部侍郎，主持选官十余年，安排了不少亲信。上元三年（公元676年），吐蕃背叛，裴行俭再度挂帅出征，先后任挑州道左二军总管、秦州镇抚右军总管。
仪凤四年（公元679年），十姓突厥再次向唐朝在西域的据点发起进攻，并且和吐蕃联合，向安西侵逼。这是唐朝在西域受到的最严重威胁之一，许多人都认为须发兵讨伐。但熟悉西域情况的裴行俭觉得硬拼硬打无济于事，于是主动请战，以安抚大食使的身份册送波斯王回国为名，设计擒获了闹事的突厥首领。回京后，高宗当庭表扬了他。几日后，裴行俭由于文武兼备，被同时任命为礼部尚书兼检校右卫大将军。当时的左卫大将军由英王李显挂名，裴行俭实际成为总管京师宿卫部队和野战部队的军队最高领导人。
仪凤四年冬天，今内蒙古呼和浩特一带的突厥部落又发生叛乱。响应的有24个羁縻州的酋长，达数十万人。刚从西域归来的裴行俭又一次挂帅出征，任定襄道行军大总管，指挥这唐朝历史上少有的一次大规模战争。永隆元年（公元680年）三月，裴行俭打败了突厥主力，胜利回师。
永隆二年（公元681年）正月，突厥乘裴行俭回师再次起兵反叛。裴行俭带兵征讨。裴行俭用计降服了突厥伪可汗阿史那伏念及其酋帅阿史德温傅，完全平定了突厥余部，高宗对他大为赞赏。
当时由于战争形势依然紧张，军将大多在外，尽管宰相之中已无军将，但以裴行俭为首的军人集团实力大增。在永隆年间的战争中，裴行俭提拔的刘敬同、程务挺、张虔勖等人都成为一时名将。后来程务挺、张虔勖分别做了左右羽林军的统帅，在武则天废中宗的时候勒兵入宫，发挥了重要作用。裴行俭提拔起来的另一名骁将黑齿常之，在永隆年间担任左武卫将军，后来在武则天镇压徐敬业的叛乱中也起到了重要作用。当时裴行俭的态度足以代表军界动向，由他提拔起来的著名将领、时任刺史、将军并实际领兵的就有几十人。他们都是忠于李唐皇室的，并不是武则天的亲信。
此时的宰相班子以侍中裴炎为首，全部是文士。他们不愿意再让军将入朝为相。所以当高宗对裴行俭大加赞赏并遣使慰劳之际，裴炎为高宗泼了一盆冷水：“阿史那伏念的投降是由于受到程务挺、张虔勖属下部队的逼逐，加上漠北的回绝等力量又一起向南逼进，是窘急而降，而非裴行俭真的有那么多神机妙算。”而一个将军任宰相班子也不是武则天愿意看到的，她也积极赞成裴炎的意见。高宗因此取消了为裴行俭记大功的念头，裴行俭入朝做宰相也就无望了。不久，裴行俭忧愤而死。
在高宗死后的权力交接过程中，裴炎集团起了极为重要的作用。当时，武则天可以从武氏家族中挑选人物。但要他们干这种事却不太合适，因为这太露骨，容易招人议论，从长远的观点来看，不利于武氏家族。唯一理想的工具便是裴炎集团。
第一，他们大权在握，公元683年，裴炎升任中书令，成为外廷的首席大臣。这是他权力发展的最高峰，在他身边，一个集团正在形成。其中，除了刘祎之这样的大“秀才”，还有西北方面的大将军程务挺、羽林将军张虔勖等军方实力派。
第二，他们有过这方面的经验，在永隆元年李贤倒宫的过程中，裴炎和刘祎之都起过作用。
第三，他们还带着若干亲李唐的色彩。这些都是武氏家族所不具备的条件。如果想利用一方，势必要先满足他的要求。武则天不但任命了裴炎的同党刘景先为侍中，而且同意裴炎将宰相议事的政事堂由门下省迁至中书省，以适应中书省的需要，这也是满足裴炎的权力需要。
太子李显即位后，权力依然掌握在武则天的手里。李显名为中宗皇帝，但没有实权。中宗知道自己处境不妙，名义上，他享有绝大的权力，但是实际上，他是个十足的孤家寡人，上有悍母，下有权臣，各怀鬼胎，居心叵测！所以他即位之后，首先将韦后的父亲韦玄贞自普州参军提拔为豫州刺史，又将韦后的远房叔祖韦弘敏由左散骑常侍提拔为宰相。中宗的皇后韦氏，是在上元二年（公元675年）原周王妃赵氏被废之后再娶的，距今不到10年。而中宗本人被立为太子在永隆元年（公元680年），距今不到5年。韦氏虽说也是京兆大姓，但实际上早已衰落，韦氏的外家并不能给中宗以实际的支持。事实上，当时已不再是外戚在政治上起主导作用的时代了。
备感孤立无援的中宗，在无可奈何的情形下，还是想提拔一下自己的外家以为援助。十来天后，中宗又打算将老丈人调至中央作侍中。中宗如此明显地树立亲信，首先遭到了裴炎的反对。当时的宰相班子中，裴炎已为中书令执政事笔，侍中刘景先是裴氏集团中人物，还有几位新任命的年轻宰相，裴炎基本能够加以控制。如果皇后的父亲做了侍中，裴炎的地位将大受威胁。裴炎不同意韦玄贞任侍中，态度相当强硬。而中宗面对裴炎的骄横，也表现得很固执，一气之下，脱口说出：“我就是把国家都让给韦玄贞，又有何不可，还在乎一个侍中！”看来中宗对裴炎和自己的母亲都缺乏了解，在政治上也很不成熟。这种片言之妄便成了他人攻击的口实，因为太后正在等待他犯错误。裴炎立即将情况上报武则天，两人便密谋废立！
嗣圣元年（公元684年）二月六日，武则天将百官集合到乾元殿。武则天已经和裴炎商议妥当。为了避免闹出乱子，武则天坐镇乾元殿，让裴炎、刘祎之和羽林将军程务挺、张虔勗率领禁军闯入皇宫。中宗正要迈步走上宝座，中书令裴炎突然把他拦住，随即从袖里掏出了一道武后的诏书，当众宣读废中宗，拘禁在皇宫里。侍卫把中宗拉住，带出了大殿。中宗缺少思想准备，直到此时还问了一句：“我有何罪？”武则天斥责他说：“汝欲以天下与韦玄贞，何得无罪！”于是继位不足两个月的中宗，就因为“片言之妄”被关押了起来。同年四月，他被流放房州，关押在贞观后期被废的魏王李泰的旧宅内。中宗的岳父也被贬往南方。第二天，还没有做过太子的李旦，直接从豫王继位为皇帝，是为睿宗。
高宗驾崩，武则天大权在握了。她运用自己协助高宗时获得的政治经验，充分调动自己的势力，力图从幕后走向前台。