此时的李治，正愁找不到政治上的盟友。徐茂公的表态，无疑给李治吃了一颗定心丸。于是李治立即废黜王皇后，将武媚娘推上了后位。
不得不说，相比于玄武门之变以前，徐茂公做官的艺术进步了很多。从前不会站队的徐茂公，很快就在唐高宗和长孙无忌之间做出了抉择。而这一抉择，也让他躲过了后来的朋党之祸。褚遂良、长孙无忌相继被李治整死后，徐茂公不仅安然无恙，反而还步步高升。
公元669年，76岁的徐茂公去世。而唐高宗李治为他举办了盛大的葬礼，他将徐茂公的墓堆成了"品"字型的三座小山，分别象征着阴山、铁山和乌德山，用于纪念他攻灭东突厥、薛延陀、高句丽三大强国的盖世奇功。
但在去世前，徐茂公却忧虑地对弟弟说：
