Po objęciu tytułu cesarzowej, rozkazała zamordować swoją rywalkę, byłą cesarzową Wang, a jej ciało rozczłonkować w akcie symbolicznej zemsty.
Cesarzowa Po śmierci Gaozonga w 683 roku cesarzem został ich starszy syn, Zhongzong. Jego panowanie trwało dwa miesiące – 26 lutego 684 roku cesarzowa wdowa Wu Zetian obaliła go i wyniosła na tron jego młodszego brata, Ruizonga. Jako regentka sprawowała faktyczną władzę w imieniu małoletniego cesarza. Gdy w 684 roku podjęto próbę jej usunięcia, w odpowiedzi dokonała czystek, mordując część członków rodziny cesarskiej i wpływowych arystokratów. Ostatecznie 18 sierpnia 690 roku zmusiła Ruizonga do abdykacji, sama ogłaszając się cesarzem i zmieniając nazwę państwa z Tang na Zhou.
Wu Zetian zapoczątkowała okres Wu Zhou (690–705), choć oficjalni historycy dynastii Tang długo odmawiali uznania tego okresu za odrębną dynastię. W ocenie konfucjańskich uczonych jej rządy opierały się na terrorze i bezwzględności – jedną z przeciwniczek politycznych kazała pozbawić kończyn, a represje dotykały nawet członków jej najbliższego otoczenia. Mimo to za jej panowania odnotowano rozwój gospodarczy państwa, a buddyzm zastąpił taoizm jako religia wspierana przez dwór.