不久后，武则天将寡居的她嫁给亲堂侄武攸暨。武攸暨的性格比较懦弱，不受太平公主的喜爱。也许是受第一次婚姻的打击，太平公主在婚内与许多男性公然厮混，私生活变得不检点。武攸暨不敢得罪武则天，对于这些事情只是装作不闻不理。
武则天称帝时期，太平公主就曾以宗室的身份与母亲议政，甚至参政决策。武则天虽然十分欣赏女儿的能力与才干，但也看到了她的野心。武周末年，以太平公主为首的李唐宗室力量和武家的利益冲突爆发，一场政变已不可避免。
公元705年，太平公主联合李唐的旧臣张柬之、桓彦范等人发动兵变，拥立庐陵王李显为帝，是为唐中宗，史称"神龙政变"。通过这件事，太平公主因功受封镇国太平公主，朝廷给的封邑高达五千户之多。
短短数年之后，昏庸懦弱的唐中宗李显竟然被韦皇后与安乐公主联手给毒死了。太平公主与兄长李旦的儿子李隆基合谋起兵，立即诛杀了韦皇后、安乐公主等人。事后，李旦被太平公主拥立登基为帝，是为唐睿宗。
