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唐高宗李治（628—683年），字为善。唐朝第三位皇帝，唐太宗李世民第九子、嫡三子，其母为文德顺圣皇后长孙氏，与唐太宗嫡长子太子李承乾、嫡次子魏王李泰为同母兄弟。
贞观二年（628年），唐太宗第九子李治出生；贞观五年（631年），被封为晋王；贞观十一年（637年），被任命为并州都督。李治为长孙皇后所生，是唐太宗的第三个嫡子。按理说，如果他的两位胞兄健在的话，他是很难登上皇位的。李治本无意做皇帝，但在经过京城的一场波动之后，竟被推上了皇太子的位置，并最终登上了皇位。可以说，李治继承皇位，是唐太宗嫡长子李承乾和嫡次子李泰争夺皇位折中的结果。
贞观十七年（643年）四月，太子李承乾以谋反之罪被废，唐太宗遂将其第九子晋王李治立为太子，并对太子严加管教。晚年李世民著《帝范》一书以教戒太子李治，总结了他的施政经验，同时自评一生功过。
贞观二十二年（648年）正月，唐太宗将他撰写的《帝范》12篇颁赐给太子李治，并对其告诫说：“你应当以古代的圣哲贤王为师，像我这样，是绝对不能效法的。因为如果取法于上，只能仅得其中，要是取法于中，就只能仅得其下了。我自从登基以来，所犯过失是很多的：锦绣珠玉不绝于前，宫室台榭屡有兴作，犬马鹰隼无远不致，行游四方供顿烦劳。所有这些，都是我所犯的最大过失，千万不要把我作榜样去效法。”
后来，唐太宗病笃，李治昼夜陪在他身旁，有时“累日不食，发有变白者”。唐太宗哭着说：“汝能孝爱如此，吾死何恨！”临死前，他对长孙无忌、褚遂良说：“朕今悉以后事付公辈。太子仁孝，公辈所知，善辅导之！”又对李治说：“无忌、遂良在，汝勿忧天下！”唐太宗死后，李治继位，是为唐高宗。
贞观二十三年（649年）八月，也就是唐高宗继位后两个月的一天晚上，国内发生了大地震，晋州最为剧烈，有5000多人被压死。此后，晋州又多次发生地震。面对上天对他的这次考验，唐高宗没有惊慌，而是按部就班地应对，避免了动荡局面的产生。
永徽元年（650年）正月，唐高宗对群臣说：“朕初继位，事有不便于百姓者悉宜陈，不尽者更封奏。”此后每日引10位刺史入阁，向他们询问百姓疾苦和政治。当时有人诬告长孙无忌谋反，唐高宗并不理会，继续礼尊长孙无忌、褚遂良二人。他们二人同心辅政，使得永徽年间“百姓阜安，有贞观之遗风”。
唐太宗之女衡山公主要出嫁，有司认为丧服已除，打算在这年秋天为其圆婚。于志宁上言道：“汉文立制，本为天下百姓。公主服本斩衰，纵使服随例除，岂可情随例改，请俟三年丧毕成婚。”唐高宗同意于志宁的建议，衡山公主不得嫁。
唐太宗在晚年时曾因突厥的车鼻可汗不入朝而派右骁卫郎将高侃攻打突厥，以失败而告终。唐高宗为了完成唐太宗遗志，令高侃再次攻打突厥。高侃擒获突厥车鼻可汗，并将其押入京师。唐高宗封车鼻可汗为左武卫将军，都督军山，并分置单于、瀚海二都护府，令单于领狼山、云中、桑干三都督，都督十四州，令瀚海领瀚海、金徽、新黎等七都督，都督八州。永徽三年（652年）正月，吐谷浑、新罗、高丽、百济同时遣使向唐朝入贡；四月，西南蛮被唐军平定。
李治
唐高宗虽然处处为民着想，但也有出猎的喜好。一次，他在出猎时遇雨，向谏议大夫昌乐谷那律问道：“油衣若为则不漏？”对曰：“以瓦为之，必不漏。”唐高宗欣然接受其劝谏，不再外出游猎。
永徽三年（652年）二月，唐高宗登楼看戏。后来他对侍臣说：“昨登楼，欲以观人情及风俗奢俭，非为声乐。朕闻胡人善为击鞠（踢皮球）之戏，尝一观之。昨初升楼，即有群胡击鞠，意谓朕笃好之也。帝王所为，岂宜容易。朕已焚此鞠，冀杜胡人窥望之情，亦因以自诫。”
当初，房玄龄之子散骑常侍房遗爱娶了唐太宗之女高阳公主。高阳公主为人骄恣，在房玄龄死后挑唆房遗爱与其兄房遗直分家财，随后诬陷房遗直。唐太宗听了房遗直的直言后深深责备了高阳公主。此后，高阳公主不再受宠，遂感到不悦。后来，御史在劾查案件时发现高阳公主与有罪的辩机私通。唐太宗大怒，腰斩辩机。高阳公主更加怨恨唐太宗，以致在唐太宗死后毫无戚容。唐高宗继位后，高阳公主再次在房遗爱、房遗直间挑拨离间。结果，房遗爱被贬为房州刺史，房遗直被贬为隰州刺史。
驸马都尉薛万彻与房遗爱交好，被迁徙为宁州刺史后曾与其商议：“若国家有变，当奉司徒荆王李元景为主。”当时，李元景的女儿嫁给了房遗爱的弟弟房遗则，遂与房遗爱开始往来。柴绍之子驸马都尉柴令武娶了唐太宗之女巴陵公主，被贬为卫州刺史后以看病求医为由留在京师，暗与房遗爱勾结。高阳公主想罢黜房遗直以夺其封爵，于是派人诬告房遗直对她无礼。房遗直不甘示弱，也向唐高宗揭发房遗爱和高阳公主的罪行。唐高宗令长孙无忌核查此案，发现了房遗爱、高阳公主等人的谋反阴谋。随后，唐高宗果断斩杀了房遗爱、薛万彻、柴令武等人，并赐死了李元景、高阳公主和巴陵公主。
从上面的种种表现来看，唐高宗算得上是一个合格的皇帝。但是，要想治理好国家，需要从多个方面出发。除了能够安抚民众、以身作则、平定内乱、收复边疆外，还要善于处理好与臣子、妃妾的关系。唐高宗虽然做到了前者，但却忽略了后者。自显庆五年（660年）始，唐高宗“风眩头重，目不能视”，随后时有发作。在这种情况下，颇有治国才能的皇后武则天逐渐掌握了皇权。自上元元年（674年）始，47岁的唐高宗很少参与国事。
弘道元年（683年）十二月，56岁的唐高宗病逝。葬于乾陵，谥号天皇大帝。
唐中宗李显（656—710年），原名李哲，陇西成纪人。唐高宗李治第七子，武则天第三子。唐朝第四位皇帝，683—684年、705—710年两度在位。
显庆元年（656年）十一月初五，李显生于长安，初封周王，后改封英王。他的两位皇兄李弘与李贤一死一废之后，李显被立为皇太子。
开耀二年（682年）正月，李显的长子李重润出生，唐高宗为了表达自己的喜悦，在李重润满月时改年号为永淳，并且还破天荒地将这位襁褓中的孙子立为皇太孙。弘道元年（683年）十二月，唐高宗李治病死，李显于同月继承皇帝位。次年改元为嗣圣元年。
由于李显庸弱无能，继皇帝位后，尊武则天为皇太后。裴炎受遗诏辅政，政事皆取决于武则天。李显重用韦皇后亲戚，试图组成自己的集团。李显把韦皇后的父亲韦玄贞由普州参军提拔为豫州刺史，并想要擢升为侍中（宰相职），裴炎立马表示不可。李显大怒说：“我以天下给韦玄贞，也无不可，难道还吝惜一侍中吗？”裴炎听后报告了武则天，武则天对唐中宗的举动大为恼火。嗣圣元年（684年）二月，继皇帝位才55天的李显被武则天废为庐陵王，被贬出长安。事后，唐中宗的弟弟李旦做了傀儡皇帝，也就是睿宗。
李显被废后，徙往均州（湖北十堰市），不久又迁至房州（湖北房县）。经过这次打击，李显朦胧中似乎有所醒悟。这才联想到长兄被杀、仲兄被废的缘由，原来自己的亲生母亲对权力的追逐远胜于骨肉之情。一旦醒悟过来，明白了母后的残忍，李显惶惶不可终日。每当听到朝廷宣敕使到来，由于过度恐惧，竟失魂落魄地滥言要自杀，懦弱丑态暴露无遗。幸而有位韦皇后鼓励扶持，唐中宗才不至于忧惧早死。就这样，李显在房州度过了14年的幽禁生涯。在患难与共的苦境中，唐中宗与韦皇后这对夫妻结合得更加牢固。唐中宗十分感激妻子的坚强和富于忍耐性，他常常对妻子发誓：“有朝一日，如果能得见天日，我将满足你的一切愿望和要求。”
武则天称帝后，李、武两姓储位之争在激烈进行着。以武承嗣、武三思为首的武家子侄们跃跃欲试，甚至联合酷吏迫害李氏宗室。洛阳人王庆之等数百人上表请立武承嗣为皇太子，废皇嗣李旦。当时，宰相李昭德极为愤恨，便假借圣命将其杖杀，宣言：“此贼欲废我皇嗣，立武承嗣。”双方争夺已白热化到喋血宫门的程度。万岁通天元年（696年）以后，狄仁杰、姚崇、王及善等陆续拜相，保皇嗣派的力量大增。张易之、张昌宗兄弟成为武则天新的男宠，这股新的政治势力的兴起，首先使诸武在政治舞台上黯然失色，武承嗣、武三思等不得不候其门庭，为二张兄弟争执鞭辔。这时嗜杀成性的酷吏来俊臣又罗告诸武和太平公主、皇嗣及庐陵王罪状，迫使李、武联合起来共同对付来俊臣，结果来俊臣和得罪了诸武的李昭德一同弃市。宰相狄仁杰、王方庆、王及善等苦口婆心劝说武则天当立李姓储位，以享万年香火，主张召还庐陵王。宰相吉顼给二张出主意，要他们介入立储的大政，说：“天下思唐德久矣，武氏诸王非民心所愿。公何不劝武皇复立庐陵王，以慰天下之望？”在此情况下，武皇不得不及早解决储位问题，并决定立李氏为皇储。圣历元年（698年）三月，庐陵王李显被秘密接回神都洛阳。八月，武承嗣恨不得为太子，羞愤死去。九月，皇嗣李旦聪明地要求逊位，封为相王，李显重被立为太子。
长安四年（704年），武则天病居迎仙宫，张易之、张昌宗侍奉左右，外人不得入内。朝中大臣以张柬之、崔玄、敬晖、桓彦范、袁恕己等为首，也见机秘密谋划，准备除掉二张，拥立唐中宗。
唐代打马球图
神龙元年（705年），82岁的武则天病重。正月，宰相张柬之、右羽林大将军李多祚、左威卫将军薛思行等人发动神龙政变，突率羽林军500余人，冲入玄武门，在迎仙宫杀张易之、张昌宗。这一天，相王李旦也率南衙禁兵加强警备，配合行动。武则天无奈，先令太子监国，次日传位，隔了一天，唐中宗复位称帝，大赦天下。他先把弟弟相王李旦加为安国相王，拜太尉、同中书门下三品；又给妹妹太平公主加了镇国太平公主的称号，以表彰二人的拥立之功。张柬之、崔玄暐等人也加官晋爵。二月，复国号为唐，一应典制，悉复唐永淳前旧观，唐朝规复。
李显复位后，马上立韦氏为皇后，又不顾大臣的劝阻，破格追封韦皇后之父为王，并让韦皇后参与朝政，对张柬之等功臣却不加信用，还将韦皇后的女儿安乐公主嫁给武三思之子武崇训。又封上官婉儿为昭容，教她专掌制命，负责起草皇帝的诏令，掌握生杀大权。韦皇后同武三思关系暧昧，并以此结成了一股强大的政治势力左右着朝政，李显对此也无能为力。
唐中宗虽然是一个昏昧懦弱的君主，但由于有以张柬之为首的一批贤臣的辅佐，新朝廷很快走上轨道。
但韦皇后本来就是个争强好胜的女人，只是由于武则天的存在，抑制了她的野心。在长期的幽禁生涯中，代替李显成为一家的精神支柱；在忍耐中磨炼出了坚强阴狠的性格。充满野心的韦皇后，首先要获得权力欲望的满足，她要唐中宗和她共同处理国家大事，唐中宗也巴不得坚强的妻子扶持自己。于是唐中宗端坐御座之上，听群臣奏事，韦皇后坐在帘后听取朝政进行的情形，恰似武后垂帘听政的重现。唐中宗对韦皇后的话总是坚信不疑，外戚韦氏一族的势力开始膨胀起来。
以诛杀二张集团为目的的神龙革命，对以武三思为首的诸武竟没有丝毫的损伤。从此，忐忑不定中的武三思等人的胆子迅速大起来，重整阵容，在没有武则天的现在，武氏一族的势力比以前更加壮大。神龙元年（705年）二月，武三思以太子宾客荣升为三公之一的司空，正一品，兼同中书门下三品，成为名副其实的首席宰相。武攸暨也由右散骑常侍升为司徒，受封定王。武三思因与韦皇后的关系，进而成为操纵唐中宗的“真天子”。
神龙二年（706）六月，武三思先贬敬晖为崖州司马，桓彦范为泷州司马，袁恕己为窦州司马，崔玄暐为白州司马，张柬之为新州司马。七月，又以谋反罪，流敬晖于嘉州（今海南岛），桓彦范于州（今广西），张柬之于泷州（今广西），袁恕己于环州（在越南），崔玄暐于古州（今贵州）；子孙年满16岁以上的都流放到岭南。接着，武三思又遣使诈称圣旨，在流放途中将五王杀害。
消灭五王之后，武三思显然成了朝廷真正的主人。当时的兵部尚书宗楚客、将作大匠宗晋卿、武三思的连襟太府卿纪处讷、鸿胪卿甘元柬四人成为武三思的心腹，御史中丞周利用、侍御史冉祖雍、太仆丞李悛、光禄丞宋之逊、监察御史姚绍等五人，成为武三思的亲信耳目，武三思专权的格局已经形成。
武三思虽幸免于灭族之祸，但仍心有余悸，他认识到必须取得唐中宗和韦皇后的彻底信任。但是后宫的宫禁很严，男性出入受到限制。怎么能经常地接近唐中宗和韦皇后呢？武三思马上想到了上官婉儿。他们频繁幽会于后宫。他们的私通已经成为后宫中公开的秘密。后宫淫乱之风由此兴起。
唐中宗对武三思的信赖不亚于对韦皇后的信赖。常常有这种情况，韦皇后和唐中宗并排听政后，回到后宫，韦皇后便和武三思在皇帝的龙床上下棋，唐中宗在一旁观战，与他们一起嬉戏调笑。唐中宗统治之下，韦皇后、武三思把持朝政，韦皇后、武三思、安乐公主、上官婉儿以及宰相宗楚客等相互勾结，沆瀣一气，形成了唐中宗朝极度腐败的政治。
面对这种情况，一度颓废的太子李重俊猛然醒悟过来。
神龙二年（706年）七月，唐中宗迁都长安之前，册立卫王李重俊为太子。但是，韦皇后、武三思、安乐公主等对新太子既轻蔑又愤恨，安乐公主依仗韦皇后的势力，一直想取代皇太子而成为皇太女。李重俊感到形势的发展对自己极为不利，必须采取先下手为强的策略。
神龙三年（707年）七月，李重俊请求右羽林大将军李多祚帮助，率千余骑兵发动了政变，武三思、武崇训及部分同党当场毙命。接着攻入后宫，追杀韦皇后、安乐公主。韦皇后与婉儿挟持唐中宗躲到玄武门楼上。上官婉儿向唐中宗献计，悬赏诛杀太子和李多祚。太子、李多祚被反戈的乱军斩杀。唐中宗立10岁的小儿子李重茂为太子。
李重俊政变清除了实际掌握朝政的武三思，这对武氏集团无疑是沉重的打击。但韦皇后集团的势力和气焰却丝毫未减，反而更加肆无忌惮起来。
神龙二年（706年）十二月，突厥默啜可汗对唐属地鸣沙（今宁夏灵武）发动了大规模的入侵，突破唐朝灵武军大总管沙吒忠义的防线，直入唐境。与此同时，吐蕃又在青海和西域对唐展开了猛烈的军事行动，骚扰唐朝西境。神龙三年（707年），唐中宗被迫将养女金城公主下嫁给吐蕃赞普，通过和亲暂时获得西部边境的安宁。
景龙二年（708年），西部战事再度兴起。已归顺唐朝的突厥突骑施部的酋长娑葛因与部将阿史那忠节不和，互相攻击，唐经略使周以悌不但不进行调解，反而唆使阿史那忠节到朝廷贿赂宰相宗楚客和纪处讷。宗楚客接受贿赂，按照阿史那忠节的要求，准备派兵消灭娑葛。娑葛得悉这一密谋，大为震怒，遂自立为可汗，发兵攻破安西，唐将或被擒，或被杀。接着，娑葛上表唐朝廷，索要宗楚客的首级，诛奸以谢百姓。唐中宗只得出来和事调解，宣告娑葛无罪，加封他为十四姓可汗。
经过这些波折，自唐太宗以来在西域苦心树起的大唐国威一落千丈，唐朝对边境各族的统治和精神上的威信，自此以后徒有虚名。
国势的衰微，并没能让唐中宗清醒，因而整日和韦皇后等沉湎于享乐侈靡之中。景龙二年（708年）十一月，唐中宗敕准安乐公主改嫁武延秀，以皇后大典的规格举行盛大的婚礼，耗资巨万，国家所藏几于殆尽。唐中宗与韦皇后、安乐公主等一起登上玄武门，观看宫女们拔河。唐中宗在宫内设置模拟市场，让扭捏的宫女与百官公卿们演出市场交易的情景。唐中宗与韦皇后等微服出行其中，寻求乐趣。
从神龙到景龙年间，兴起了大规模建造佛寺的活动。唐中宗兴建的佛寺有永泰寺（后改名万寿寺）、圣善寺；太平公主建罔极寺，安乐公主花费100万巨资兴建了安乐寺等。佛寺的大量修建，造成了社会财富的巨大浪费，唐朝国库告罄。这些负担无疑又被强加到广大劳动人民身上。
景龙四年（710年）六月，唐中宗李显被韦皇后和安乐公主李裹儿合谋下毒暴毙身亡，终年55岁。葬于定陵（今陕西省富平县西北凤凰山），谥号为孝和皇帝。天宝十三年（754年），又加谥为大和大圣大昭孝皇帝。同月，唐中宗幼子温王重茂被立为帝（史称唐殇帝），改元“唐隆”，由韦皇后临朝称制，欲重演武后故事。同年六月，相王李旦三子临淄王李隆基联合其姑太平公主，交结禁军诸将葛福顺、陈玄礼等，以兵诛韦皇后、安乐公主并诸韦、武等，史称唐隆政变。废少帝，奉其父相王李旦复位，是为唐睿宗。自此唐朝帝位转往李旦一系，直至唐亡。
唐睿宗李旦（662—716年），初名李旭轮、李轮。唐朝第五位皇帝，唐高宗李治第八子，武则天第四子，唐中宗李显同母弟，唐玄宗李隆基之父。
李旦是唐高宗李治与武则天所生第四子，初名李旭轮，出生不久便被封为殷王，遥领冀州大都督、单于大都护、右金吾卫大将军。他在兄弟中排行最小，因而深受父亲唐高宗的宠爱。
李旭轮成年后，谦恭好学，精通书法，对文字训诂方面的学问很有研究。他担任右卫大将军、洛州牧，历封豫王、冀王、相王，并更名为李轮。永淳二年（683年），李轮又改名为李旦，再次封为豫王。
嗣圣元年（684年），武则天废皇帝李显为庐陵王，改立李旦为皇帝，并临朝称制，裁决一切政事。她以李旦的名义改年号为文明，册封正妃刘氏为皇后、长子李成器为皇太子。而后，李旦便被软禁在皇宫中，不得预闻政事，开始了傀儡皇帝的生活。他不但不能随意出入宫廷，甚至在皇宫中也不能自由行动。当时，英国公徐敬业在扬州起兵反对武则天。宰相裴炎趁机请武则天还政于李旦，结果被武则天以谋反罪名斩首。武则天派30万大军镇压扬州叛乱，徐敬业兵败被杀。
垂拱二年（686年）正月，武则天下诏，表示要还政于皇帝。李旦知道这是母后在试探于他，便数次上表，极力推辞，请求母后继续临朝。武则天遂顺水推舟，“接受”了李旦的请求，依旧临朝称制，把持朝政。
垂拱四年（688年），武承嗣将一块刻有“圣母临人，永昌帝业”八字的白石献给武则天，声称是在洛水中发现的。武则天大喜，将白石命名为“宝图”（后改称“天授圣图”），又加尊号为圣母神皇。李旦作为皇帝，不但无法阻止，还要随武则天亲临洛水，参加“拜洛受图”大典。当时，琅琊王李冲、越王李贞起兵发对武则天，结果都兵败身死。韩王李元嘉、鲁王李灵夔、霍王李元轨、纪王李慎、江都王李绪、黄国公李撰、东莞郡公李融、常乐公主等，或被逼自杀，或斩首市曹，或死于流放途中。李唐宗室几乎被杀戮殆尽。
天授元年（690年），侍御史傅游艺率关中百姓900人上表朝廷，请武则天称帝。百官、宗室、外戚、四夷酋长，乃至僧尼、道士，纷纷劝进。李旦迫于形势，也上表请母后称帝，并求赐武姓。是年九月，武则天正式称帝，尊号圣神皇帝，改国号为周，史称武周。李旦被降为皇嗣，赐姓武氏，迁居东宫，一切礼仪皆比照皇太子规格。太子李成器则降称皇孙。自此，李旦成为了武氏诸王以及酷吏的攻击目标，开始了艰难的皇嗣生涯。
天授二年（691年），魏王武承嗣的亲信张嘉福唆使洛阳百姓王庆之，纠集数百民众，诣阙上表，以“神不歆非类，民不祀非族”为由，请武则天废黜李旦的皇嗣身份，改立武承嗣为皇太子。宰相岑长倩、格辅元反对变易皇嗣，被武承嗣诬以谋反，下狱被杀。凤阁侍郎李昭德不但杖毙王庆之，还借机劝谏武则天，保住了李旦的皇嗣之位。但后来，武则天在万象神宫举行祭祀典礼，竟不顾“皇太子为亚献”的礼制，避开了皇嗣李旦，改由武承嗣为亚献，并命梁王武三思为终献。
长寿二年（693年），武则天的宠婢韦团儿因引诱李旦被拒，怀恨报复，诬告皇嗣妃刘氏、德妃窦氏用巫蛊之术诅咒武则天。武则天将刘妃、窦妃秘密处死，埋在宫中。李旦对于两个妃子的失踪，丝毫不敢提及，在武则天面前也表现得泰然自若，仿佛什么都没有发生过。韦团儿还想加害李旦，结果遭到告发而被处死。不久，尚方监裴匪躬、内常侍范云仙因私下谒见李旦被杀。武则天又剥夺了李旦接见公卿百官的权力。
景云钟
后来，李旦又被诬告谋反，武则天命酷吏来俊臣审理。来俊臣对东宫属官刑讯逼供，让他们“招出”李旦谋反的实情。乐工安金藏当众剖腹，以表明皇嗣没有谋反。武则天深受感动，不再怀疑李旦，命来俊臣停止审理。李旦因此而幸免于难。
圣历元年（698年），武则天在狄仁杰、王方庆等大臣的劝说下，决定将政权归还给李氏。她命人前往房州，将庐陵王李显接回洛阳。李旦数次称病不朝，请求将储君之位让于李显。是年九月，武则天复立李显为皇太子。
圣历二年（699年），李旦被复封为相王，兼领太子右卫率，后又遥领安北大都护。当时，武则天为了调解李氏与武氏的矛盾，召集两族子弟，在明堂盟誓，要两族和睦共处。李旦作为李氏代表，与李显、太平公主一同参与了盟誓。
长安元年（701年），突厥默啜可汗率军南侵。李旦被任命为天兵道元帅，统率诸军抵御突厥。他并未领军出征，只是名义上的唐军主帅。不久，突厥退兵，李旦又担任左、右羽林卫大将军。
长安二年（702年），突厥进犯并州。李旦被任命为并州牧，并充任安北道行军元帅。后来，李旦又改任雍州牧。
神龙元年（705年），宰相张柬之、崔玄暐等人发动神龙政变，诛杀武则天的面首张易之、张昌宗，逼迫武则天禅位于李显，是为唐中宗。当时，李旦统率南衙禁军，捕获韦承庆、崔神庆等张氏党羽，因功被拜为太尉、同凤阁鸾台三品，以宰相身份参与国政，并加号安国相王。不久，李旦辞去太尉及知政事之职。唐中宗又欲立李旦为皇太弟，但却被其拒绝。
景龙四年（710年）六月，唐中宗驾崩。韦皇后立温王李重茂为皇帝，改元唐隆，以皇太后的身份临朝摄政。她派亲信控制南北衙禁军以及尚书省诸司，大肆网罗党羽，准备效法武则天，篡夺唐室江山。当时，李旦作为皇帝的叔父，被拜为太尉，与太平公主成为韦皇后夺位的主要障碍。韦党决意将二人置于死地。而李旦第三子李隆基则在京师暗中招揽豪杰，与太平公主密谋匡扶社稷。兵部侍郎崔日用本是韦氏一党，因惧祸将韦氏阴谋密报给李隆基。
六月二十日，李隆基在葛福顺、李仙凫等禁军将领的协助下，打着“诛诸韦以复社稷，立相王以安天下”的旗号，抢先发动兵变，杀死韦皇后、安乐公主及其党羽，而后迎李旦入宫辅佐少帝。李旦携李重茂登上安福门，安抚百姓。当时，李隆基被拜为宰相，进封平王，并统率万骑禁军，控制了皇城内外。李重茂迫于形势，请求让位于叔父李旦。李旦起初极力推辞，后听从李隆基、李成器等人的劝说，接受了李重茂的让位。
六月二十四日，李旦在太极殿登基，第二次即位为帝。他登上承天门，宣布大赦天下，改元景云，复封李重茂为温王。当时，李隆基建有大功，而李成器则是嫡长子，都有被立为太子的资格。李旦为此犹豫不决。李成器以“国家安则先嫡长，国家危则先有功”为由，主动辞让太子之位。刘幽求等政变功臣也大都支持李隆基。李旦遂立李隆基为皇太子。
李隆基被立为太子后，政治势力日益增长，成为太平公主干预朝政的主要障碍。太平公主为了长保权势，便想更易太子，于是在朝野散布流言，声称李隆基并非皇帝嫡长子，没有被立为太子的资格，但因李旦公开宣谕平息流言，未能得逞。她还在李隆基左右安插耳目，监视他的日常行为，并与窦怀贞等大臣结为朋党，密谋加害李隆基。后来，太平公主与李隆基的矛盾逐渐公开化。她甚至将宰相邀截在宣政殿光范门内，暗示他们应当劝皇帝改立太子，遭到宋璟的严词拒绝。
景云二年（711年），李旦听从宰相姚崇、宋璟、张说的建议，命李隆基监国，并将可能威胁到太子地位的李成器等诸王全部削去兵权，同时让太平公主迁居蒲州（今山西永济）。但太平公主却到李旦面前哭诉，不但留在了京中，还将姚崇、宋璟贬出了朝廷。后来，李旦又欲传位给太子，虽在群臣的谏阻下未能如愿，但却将政务全部交给李隆基处理，自己仅掌握军务、死刑的处决权，以及五品以上官员的任免权。
先天元年（712年）八月，李旦因彗星出现，禅位于太子李隆基，退为太上皇，但仍掌握三品以上官员的任命权以及重大刑案的裁决权。他每五日在太极殿接受群臣的朝贺，仍旧自称为朕。而皇帝李隆基则只能自称为“予”。当时，太平公主依仗李旦的信任，在朝中仍拥有强大的势力，七位宰相有五人出自她的门下，文武百官也大都依附于她。她公然提出要废掉皇帝，因宰相陆象先反对而未遂。后来，李旦有意遣皇帝李隆基出京巡边，但最终却因故延期，将日期改为明年八月。
先天二年（713年）七月，李隆基为夺回皇帝应有的权力，抢先发动先天政变，率羽林军袭杀窦怀贞、萧至忠、岑羲等太平公主党羽，随后赐死太平公主。李旦初闻变乱，与宰相郭元振登承天门避乱。他得知李隆基已扑灭太平公主的势力，遂下诏宣布窦怀贞等人的罪状，而后正式归政于皇帝，退居百福殿，颐养天年。至此，李隆基终于掌握了全部朝政。
开元四年（716年）六月，李旦在百福殿病逝，享年55岁。是年十月，李旦被葬于桥陵（在今渭南丰山），庙号睿宗，追谥大圣贞皇帝（《新唐书》作大圣真皇帝）。天宝八载（749年），李旦被改谥为玄真大圣皇帝。天宝十三载（754年），李旦又增谥为玄真大圣大兴孝皇帝。