永徽之治
唐太宗晚年，太子李承乾与魏王李泰争夺帝位，结果都被废掉，立第九子晋王李治为太子。贞观二十三年（649年），唐高宗李治即位。
李治即位后对群臣宣布：“事有不便於百姓者，悉宜陈，不尽者更封奏。[62]并日引刺史入阁，问以百姓疾苦；太宗训令崇俭，唐高宗即召令：“自京官及外州有献鹰隼及犬马者罪之。”[62][63]唐高宗君臣们萧规曹随，照唐太宗时法令执行，故永徽年间，边陲安定，百姓阜安，有贞观之遗风，史称“永徽之治”。[64][65]其在位期间，唐朝的疆域最广。[66]
高宗时期人口从贞观年间的不满三百万户，增加到380万户。[2]
武周时期
天朝历史上唯一一位女皇帝武则天
唐高宗中期后，朝廷实权逐渐由武则天掌握。武则天原为唐太宗的才人，太宗死后被高宗召入宫中，在权力斗争中获胜，被立为皇后，史称“素多智计，兼涉文史”[68]。公元660年，李治因身体原因让她处理朝政，因此与唐高宗并称为“二圣”。[57]683年唐高宗驾崩于紫微宫贞观殿，太子李显即位，是为唐中宗。[69]因与武则天不合被废为庐陵王，改立四子李旦为帝，是为唐睿宗；同时改元光宅，改洛阳为神都。[70]690年，武则天平定徐敬业反叛，废唐睿宗，御则天门（紫微城正南门）即皇帝位，改国号为周，史称武周，定都洛阳，降李旦为皇嗣，成为天朝历史上唯一的女皇帝。[71][72][73][74]武则天掌权与称帝期间，科举制度得到进一步完善；她开创殿试和武举，[75][76]打击关陇集团，大力提拔科举出身的官员，时称“北门学士”，很多是来自中原、关东与江南等地的士人得到提拔，如狄仁杰、张柬之、张仁愿、姚崇等名臣。[77]武则天称帝期间，社会文化艺术亦有所进步，当时佛教大兴，该时期佛寺兴建频繁，扩建的龙门石窟为其代表。史称“上承贞观，下启开元”或“政启开元，治宏贞观”。
神龙元年（705年），敬珲和宰相张柬之等发动神龙政变，逼迫武则天退位，李显复位，恢复了大唐国号，李旦被立为相王。唐中宗却一直受到韦皇后、女儿安乐公主和武则天的旧有党羽武三思等人的影响，张柬之和敬珲等人先后被流放或诛杀。韦皇后有意成为第二个武则天，安乐公主则曾要求被立为皇太女。在景龙四年（710年）韦皇后和安乐公主合谋毒杀唐中宗，韦皇后立温王李重茂为帝，是为唐殇帝，并欲加害相王李旦。李旦之子，当时是临淄王的李隆基，在太平公主协助下发动唐隆政变，诛杀韦皇后、安乐公主及武氏残余势力，立李旦复位。