在武则天秉政和建立大周（公元684年——705年）的21年间，可以说是风波迭起，叛乱、阴谋、不怀好意之觊觎层出不穷，不过，真正取得成功的只有宰相张柬之发动的宫廷政变，此时的武则天已是八十多岁的老妪了。
武则天晚年，一些大臣趁她年迈力衰、精力不济，暗中紧锣密鼓的进行恢复唐室的活动。这其中，以那位备受武则天重用并宠信的宰相狄仁杰表现得最为积极。他不断游说武则天，劝她早立太子，同时，他还把一些拥护唐室复辟的臣僚偷偷安插到各个要害部门。
彼时，武则天要狄仁杰举荐“佳士”。狄问她：“陛下需要什么水准的人才”？武答：“能作宰相的”。于是狄仁杰推荐了荆州长史张柬之 。武则天不知此人，于是只任他做了洛州司马。过了一段时间，武则天再次委托狄仁杰“荐士”。狄答：“臣已推荐了大才张柬之，陛下却未用他”。武奇怪道：“朕已经提拔了他”。狄仁杰正色道：“我所推荐的是能作宰相之人，而非司马”。武则天恍然大悟，于是任张柬之为秋官侍郎，因在其位表现出色，后来遂升任宰相。
谁知，这位有经天纬地之才的贤相张柬之却是唐室的积极拥护者。神龙元年（705年）正月，武则天病势沉重，卧床不起，张柬之遂加紧了欲行政变的各项准备工作。他暗中联络了禁军（羽林军）诸将，中台右丞敬晖，司刑少卿恒彦范等人，突然发起了宫廷政变。这晚，月黑风高，伸手不见五指，禁军突袭宫廷正北的玄武门，竟未遇像样抵抗，众人鼓噪着冲进迎仙宫，将武则天的两个男宠张宗昌、张易之兄弟处死，随即诛杀其兄弟 ，拘禁并流放其党羽。病卧床塌的武则天眼见数十年的艰苦打拼一瞬间化为泡影，不禁老泪横流，却无任何应对办法，只好下诏传位太子李显，结束了自己的政治生命。神龙元年十一月，在萧瑟寒风中，一代女皇武则天卒于洛阳上阳宫仙居殿。
由张柬之发动的政变，史称“神龙事变”。传统观念认为，女人干政往往会导致外戚与宦官势力的膨胀，从而使最高统治集团内部的关系变得更为错综复杂。所以，狄仁杰与张柬之这才煞费苦心并不遗余力的推翻武则天，还政于李唐。
唐中宗李显上位后，尊武则天为“则天大圣皇帝”，并恢复了大唐国号。武周政权的统治宣告结束。
张柬之复辟成功恢复了李唐社稷，居功至伟，被唐中宗攫拔为汉阳郡公、同凤阁鸾台三品并任天官尚书，食邑五百户。不久被再次敕封为汉阳王，并赐免予治理政事。不久，张柬之遭武则天侄儿武三思排挤，失势后被贬官流放至泷州， 后忧愤而死。殁年82岁。