不过物极必反，高压引起的往往是强烈的反弹。武则天晚年以后奢侈无度，沉迷面首，整日与男宠纵情声色，对朝政的控制力不断下降。张易之、张宗昌兄弟俩恃宠而骄，干涉朝政，不仅与大臣结怨，还将李重润等人构陷处死。
二张的行为让局势变得动荡不安，然而两人却自恃有武则天做靠山，嚣张跋扈。神龙元年（705年），武则天病重，宰相张柬之等人抓住时机发动政变，将张易之、张宗昌诛杀，逼迫武则天退位。此时的武则天目睹心爱的面首被杀，却无能为力，只能禅位于李显，随后徙居上阳宫。
《资治通鉴》记载武则天晚年时"善自粉饰，虽子孙在侧，不觉衰老"，然而当她退位徙居上阳宫以后，她却"不复栉頮，形容嬴悴"。此时的武则天已经没有实权，然而李显依旧对她十分尊敬，十天即率领百官前来拜见一次。当李显看到武则天憔悴的模样以后，非常震惊，武则天于是流着泪说道："我自房陵迎汝来，固以天下授汝矣，而五贼贪功，惊我至此。"李显大惊失色，伏地请罪。
武则天这段话让武氏依旧能够参与朝政，然而她本人却已经心如死灰。面首、容貌、权力，这些都已经离武则天而去，她剩下的只有一副苍老多病的身体。晚年的武则天再没有争权夺利的想法，她在上阳宫安静的走完自己的一生。神龙元年十一月，武则天在上阳宫中病逝，她留下遗诏，省去帝号，称"则天大圣皇后"，并赦免一众政敌以及他们的家人。随后武则天与高宗李治合葬，并留下无字碑。
神龙政变以后，武则天的生活在物质上依旧十分充裕，李显对她也毕恭毕敬，而这位与政治打了一辈子交道的狠辣女帝，在临死前似乎将一切都放下了。关于自己的功与过，武则天选择留于后人评说。
