贞观元年（627年），武士彟改任利州（今四川广元）都督，三岁的武则天随父亲来到这蜀门重镇，在那里度过了自己美好的童年。武则天从小性格强直，不习女红，唯喜读书，故知书达理，深谙政事。童年时代，曾随父母遍游名山大川，阅历丰富，培养了她的眼界和才干。武士彟在利州任五年都督后，改任荆州（今湖北江陵）都督。贞观九年（635年），武士彟去世后，武则天孤儿寡母四人的生活，由于受到武家子侄的苛待而陷入困境。
贞观十年（636年），唐太宗贤惠的长孙皇后去世。第二年唐太宗听说年轻的武则天长得明媚娇艳，楚楚动人，便将她纳入宫中。年仅14岁的武则天，很乐意摆脱异母兄长们的欺凌，满怀对宫廷神秘生活的憧憬，步入深宫。武则天入宫时母亲杨氏非常伤心，武则天小小年纪却自有主张，她轻松地劝慰寡居的母亲杨氏说：“侍奉圣明天子，岂知非福，为何还要哭哭啼啼，作儿女之态呢？”
武则天进宫后被唐太宗封为四品才人，赐号“武媚”，故称武媚娘。有一次，她听说唐太宗有一匹名叫“狮子骢”的烈马，无人能够驯服，便主动对唐太宗说：“臣妾能制伏陛下的这匹烈马，但需三件器物：一是铁鞭，二是铁槌，三是匕首。我先用铁鞭抽它，如果不服，再用铁槌击它的头，再不服，就用匕首割断它的喉咙。”唐太宗乃爱马之人，对她的驯马方法甚不认同，只觉武才人很是霸道。
武则天在唐太宗后宫十二年，一直只是个正四品的才人，才人料理皇帝的食宿生活琐事，是最低级的内官。从14岁到26岁，武则天一生中最好的一段青春年华虚度在深宫后院中，除了宫中严格要求女官们读书习文增长了她的知识外，没有任何收获。