武则天共有四个儿子，其中长子李弘于675年猝死，次子李贤于684年被逼自尽，三子李显于710年为妻女所害，而四子李旦则病逝于716年。
长子李弘
李弘出生于653年，因为武则天备受宠爱的缘故，连带着他这个儿子也颇得高宗喜爱。出生两年之后，李弘便被封为代王。等到了656年，又被册立为太子。李弘此人性情仁孝，对兄弟姐妹，对平民百姓均心存善意与体恤。此外，李弘还曾参与编撰《瑶山玉彩》。当时朝中百官以及高宗、武则天都对李弘十分看好，但是不曾想本就身体孱弱的李弘突然在675年的时候病逝。为此悲痛不已的高宗还史无前例地将李弘追封为皇帝，即孝敬皇帝。
次子李贤
李弘去世之后，原本受封为潞王的李贤于不久之后被立为皇太子。李贤为人同样非常贤德，聪敏，为此高宗对他也甚是喜爱。但是反观武则天，她对这个次子却无太多喜爱之情，甚至于她还对李贤心存猜忌。679年的时候，武则天非常宠信的明崇俨突然被害身亡，武则天则怀疑是李贤所为。基于这份猜忌，武则天于第二年派人揭发李贤的谋逆罪行，并要求高宗大义灭亲。在此情况下，李贤先是被废，后又于684年被武则天派人逼迫自尽。
三子李显
促使武则天派人加害李贤的原因是唐朝皇位的变更。684年，身为武则天第三子的李显因高宗逝世而登基。李显早前曾先后受封为周王与英王，后因李贤被废而进一步升级为太子。而他在登基之后，因执意要破例将丈人韦玄贞提拔为到侍中而引发武则天的不满，继而被废。被废十数年之后，李显之后又于698年被重新立为太子。704年，“神龙政变”爆发，李显随之提前即位。710年李显逝世，相传是为其妻女所毒害。
四子李旦
李旦与李显一样都曾二度为帝。李旦首次为帝是在684年，契机是李显被废。此次登基之后，李旦一直任由武则天垂帘听政，等到了690年他更是直接将皇位让给武则天。李旦二次为帝的时间则是710年，契机是唐隆政变的发生。李显逝世之后，其皇后韦氏在朝中作威作福，朝堂因此一片混乱。不久之后，李旦之子李隆基伙同太平公主发动政变，韦后及其党羽皆数被杀。而后，李旦再一次被拥立为帝。等到了716年，李旦因病逝世。
李弘与唐高宗、武后同赴合璧宫时暴卒，时人多认为是武后毒杀他，但有说法是他因本来就病弱而早夭。唐高宗悲痛万分，将他谥为“孝敬皇帝”
李贤字明允，唐高宗第六子，武则天次子。李贤年少时容止端雅，读书往往看一遍就过目不忘，聪慧非常，因此深得高宗喜爱。