储君之位落空，堂兄武承嗣经受不住打击，一病不起，不久抑郁离世。武三思却没有就此消沉，迅速调整心态，看清局势变化，明白武则天晚年终究不会舍弃亲生儿子，当即转换策略，主动向太子李显示好，促成两家联姻，为日后李唐复辟埋下关键伏笔。
圣历元年，武三思主动向太子李显提亲，让自己长子武崇训迎娶李显最疼爱的女儿安乐公主李裹儿。安乐公主是李显流放房州途中降生，自幼受尽父母宠爱，骄纵任性，李显、韦氏夫妇对她百般迁就。这场联姻，将武氏与李氏牢牢捆绑在一起，哪怕日后武周政权覆灭，武三思也能凭借儿女亲家的身份，在新朝站稳脚跟。
联姻完成后，武三思刻意收敛锋芒，不再执着争夺储君，安分做好梁王，一边继续侍奉武则天，维持武氏权贵身份，一边暗中交好太子李显、韦妃，缓和两族矛盾，左右逢源，静待时局变化。
神龙元年正月，宰相张柬之、桓彦范、崔玄暐、敬晖、袁恕己五位大臣，联合羽林禁军发动神龙政变，诛杀张易之、张昌宗兄弟，逼迫武则天退位，传位于太子李显，大唐国号恢复，史称唐中宗复辟。
政变发生之时，武三思正在府邸闭门避祸，心中惶恐不安。参与政变的大臣大多痛恨武氏外戚多年专权，薛季昶、刘幽求等谋士当场劝谏五大臣，趁势诛杀武三思、武攸暨等所有武氏诸王，斩草除根，杜绝后患。奈何张柬之等人认为大局已定，武氏失去武则天靠山，掀不起风浪，心存妇人之仁，没有赶尽杀绝，仅仅剥夺武三思部分实权，并未取其性命，给了武三思绝境翻盘的机会。
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武则天迁居上阳宫，失去皇权庇护，满朝文武纷纷上书，请求贬黜、诛杀武氏宗族，朝野上下声讨武三思的奏折堆积如山。所有人都认定，武三思的仕途到此终结，余生只能闲置府邸，再无翻身可能，可没人料到，这位深谙投机之道的梁王，早已布下多重暗棋。
第一道暗棋，便是儿子武崇训与安乐公主的婚姻。中宗李显复位后，安乐公主作为皇帝掌上明珠，话语权极重，时常入宫陪伴韦皇后，武崇训借助妻子的身份，自由出入皇宫，每日传递宫中消息，将朝堂动向悉数告知父亲武三思。
第二道暗棋，是宫中女官上官婉儿。上官婉儿早年依附武则天，掌管宫中诏令文书，文采出众，深得中宗、韦后信任，复位后被册封为昭容，依旧负责起草朝廷诏书，身居后宫核心位置。武三思早年便与上官婉儿交好，政变之后，重金拉拢，请上官婉儿在后宫为自己周旋，多番在韦皇后面前美言，化解韦后对武氏的戒备之心。
第三道，也是最关键的一步，结交野心勃勃的韦皇后。韦皇后早年跟随李显流放房州十几年，受尽苦楚，心中极度渴望权力，将武则天视作毕生榜样，一心想要效仿太后临朝称制。她清楚，单凭自己与安乐公主，不足以掌控朝堂，需要外部权臣作为助力，而处境微妙、急需靠山的武三思，恰好是最佳合作伙伴。
在上官婉儿牵线下，武三思频繁出入后宫，时常登上皇帝御床，与韦皇后一同玩双陆棋博弈，荒唐场面被正史完整记载。唐中宗李显性格懦弱，对韦皇后百般纵容，不仅不阻止二人亲密相处，反倒站在一旁，亲手为两人清点博弈筹码，以此为乐，宫中丑事很快传遍洛阳内外，唯有李显一人浑然不觉，依旧信任武三思，视其为心腹姻亲。
靠着后宫这条线，武三思彻底摆脱政变后的危机，再度重回权力中心。中宗下旨恢复武三思梁王爵位，加封司空、同中书门下三品，再度拜相，朝堂军政大权重新落入他手中。曾经逼迫武则天退位的五大功臣，瞬间从复辟功臣，变成武三思眼中必须铲除的最大障碍。
武三思十分清楚，张柬之五人手握朝野声望，心中始终记恨武氏，只要五人身居高位，自己与韦后就无法彻底把持朝政。他谋划出一套阴毒的离间之计，分两步瓦解五大臣势力。
第一步，明升暗降，剥夺实权。武三思多次私下觐见中宗，假意夸赞张柬之五人复辟大功，称五人劳苦功高，应当加封王爵，彰显天子恩典。中宗深以为然，下旨册封张柬之为汉阳王、敬晖平阳王、桓彦范扶阳王、崔玄暐博陵王、袁恕己南阳王，赏赐丰厚食邑。看似无上荣光，实则一道圣旨免去五人宰相实职，只保留郡王虚衔，无法再参与中枢决策，彻底架空五大臣。五人看穿计谋，多次上书劝谏中宗诛杀武氏，奈何皇帝早已被韦后、武三思蒙蔽，对奏折置之不理。
第二步，罗织谋逆罪名，赶尽杀绝。神龙二年，武三思暗中派人写下揭露韦皇后秽乱宫廷的告示，张贴在洛阳天津桥头，要求中宗废黜韦后。随后他故意向中宗进谗言，一口咬定这份告示是张柬之五大臣指使，目的是诋毁皇后、动摇皇权，图谋不轨。懦弱的李显勃然大怒，不问青红皂白，将五大臣全数贬谪至偏远岭南，家族子弟十六岁以上全部流放边疆。
仅仅流放不足以让武三思安心，他派遣心腹御史周利用前往岭南追杀五人。彼时张柬之、崔玄暐年事已高，抵达贬地后不堪折磨，早早病逝；桓彦范被侍卫捆绑，拖拽在粗糙竹板上，皮肉磨尽露出白骨，再乱杖打死；敬晖被活生生剐肉而死；袁恕己被逼喝下剧毒野葛汁，毒性发作痛苦万分，双手刨地至指甲全部脱落，最终惨遭捶杀。五位匡复李唐的忠臣，无一善终，满门遭难，朝野官员目睹惨状，人人心惊胆战，再也无人敢公开对抗武三思。
清除五大功臣之后，武三思权倾朝野，朝堂之上无人能制衡。他曾当众说出一句惊世名言，直白展露自己唯利是图的处世准则：“我不知世间何为善人，何为恶人；但凡对我有利、顺从我的，便是善人；与我作对、阻碍我的，便是恶人。”
为稳固手中权力，武三思大肆培植党羽，朝中依附他的官员分为两类，一类是身居高位的羽翼，包括兵部尚书宗楚客、将作大匠宗晋卿、太府卿纪处讷等人，为他把控各部实权；另一类是负责监视百官、罗织罪名的爪牙，分别是周利用、冉祖雍、李俊、宋之逊、姚绍之五名御史，专门替武三思打压异己，时人愤恨地将五人称作“三思五狗”。
靠着这群党羽，武三思在朝堂一手遮天，公然卖官鬻爵，只要献上重金，无论品行才干，都能获得官职；地方官员想要升迁，必须登门向武三思行贿送礼，洛阳梁王府门庭若市，金银珠宝源源不断流入府中。百姓赋税加重，官员贪腐成风，大唐朝政陷入前所未有的浑浊混乱。
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朝堂再无对手，武三思的野心进一步扩张，他不再满足于幕后掌权，想要彻底更换储君，扶持儿媳安乐公主登上皇太女之位，日后待中宗驾崩，韦后临朝，安乐公主继位，武氏便能通过后妃再度掌控大唐皇权。
当时当朝太子李重俊，并非韦皇后亲生，生母身份低微，在宫中毫无依靠。韦皇后一直厌恶李重俊，认为太子阻碍自己女儿的前路，安乐公主更是嚣张跋扈，从不将太子放在眼中，当众直呼李重俊为家奴，百般羞辱。武崇训在妻子身边不断挑拨，时常教唆安乐公主：你是皇后嫡女，身份尊贵，为何要屈居庶出太子之下？不如求陛下立你为皇太女，将来继承皇位。
安乐公主深以为然，频繁入宫向中宗撒娇哭闹，要求废除李重俊，册封自己为皇太女。中宗虽然没有直接应允，却也不曾严厉斥责，只是笑着敷衍推脱，无形中助长了安乐公主与武三思的气焰。