晚年的武则天陷入了“李”“武”之争，但总体上，她更倾向于自己的儿子。然而，她仍然想保留武姓的尊位，甚至有过极端的行为，比如想把唐高宗的第四子李旦改姓武，并册立为皇嗣。但朝臣们并不认可这种做法，他们以长幼有序为理由，坚持认为应该由当初被废为庐陵王的前唐中宗、武则天的第三子李显继位。
经过一番激烈的争论和权衡，女皇最终听从了宠臣狄仁杰的谏言，决定接回庐陵王，并让他以李姓即位。这一决策的背后，实际上是无奈与必然的选择。在武氏家族中，缺乏能够担当大任的人才，而李氏的儿子与武氏侄子相比，更倾向于正统地位。
还政于李唐，是无奈之举，也是必然选择。武则天算起来一共有四个侄子，相对而言跟武则天关系比较近的是武承嗣和武三思。
其一是武三思，因是武则天的侄子而被启用，在武则天没有坐上皇位之前曾经做到过卫将军、兵部和礼部尚书等有实权的职位，并监修国史，但为官期间并没有大的建树。天授元年（690年），在武则天登基为帝分封宗亲时被封为梁王，而后谄媚武皇、讨好李显、杀害朝臣、野心勃勃、居心叵测。
其二是武承嗣，他在武则天为天后时被作为亲信提拔，为武则天登基出谋划策、宣扬造势，一时之间风头无两。他于光宅元年（684年）被封为礼部尚书和同中书门下三品，又在垂拱元年（685年）南北封为同凤阁鸾三品，此后更是一路升迁，甚至做到了文昌左相这样的高位。他因被武则天宠幸手握权柄，但为人嚣张跋扈、残害忠良、阿谀拍马、妄图登临高位，并非帝王之材。而相比而言，李显、李旦两兄弟虽然懦弱庸碌，难为明君，却也可为仁君。
再者，回归李唐王朝也是李唐皇室的政治需要和利益需求。新武周王朝虽然在基本性的制度以及社会民众基础、统治集团内部的构成上都保留了前朝固有的传统，但在复辟的愿望下，李唐宗室仍然私下预谋复辟。而民众心中李唐王朝才是结束乱世的正统。尽管前唐中宗和唐睿宗被废，但他们在民众心中的地位仍然不可撼动；而武承嗣、武三思等武氏侄孙辈无论在生理伦常、社会属性还是在宗庙承嗣方面的亲疏关系上，都远远不能与正统皇子相提并论。
此外，保守派和世家门阀的反扑也是促使女皇还政于李唐的一个重要因素。随着武则天的年龄增长和身体状况逐渐恶化，她的统治基础逐渐陷入危机。一些敏锐的守旧派政治家们嗅到了复辟的希望，开始暗中四处奔走，联合支持李唐王朝的旧臣筹谋夺位。他们从多个角度展开攻势，使得武则天的统治基础逐渐陷入危机。
最终在公元705年正月，张柬之、崔玄暐联合桓彦范、敬晖、袁恕己等人发动政变，逼迫女皇下台，奉皇太子李显复位。同年二月，唐朝国号恢复，一应规制依照前朝旧例。至此，武周王朝15年的短暂统治彻底画上了句号。而武则天本人也从权力的舞台退居幕后，做起了含饴弄孙的太后。