武则天假托李显有病需到洛阳治疗，派遣职方员外郎徐彦伯秘密召回李显及家人，李显结束了流放的生活回到洛阳。武则天重新立李显为皇太子，李显被重立为太子之后，韬光养晦，注意搞好与母亲武姓家人的关系。出于这一动机，他决定和武氏联姻，就这样，他的女儿永泰公主嫁给了武则天的侄孙武延基，成了魏王武承嗣的儿媳；幼女安乐公主嫁给了武则天的另一位侄孙武崇训，成了梁王武三思的儿媳，中宗与武家结亲，无疑是想通过裙带关系稳固确立自己的地位。
李重润和永泰公主夫妇少年气盛，对祖母宠信张易之、张昌宗兄弟深表不满，被张易之添油加醋地报告给武则天，说他们诽谤朝廷，结果武则天逼令李重润、永泰公主和丈夫武延基自杀。不过，因为牵扯面不大，武则天并没有深究。武则天病居迎仙宫，张易之、张昌宗侍奉左右，外人不得入内，朝中大臣以张柬之、崔玄暐、敬晖、桓彦范、袁恕己等为首，也见机秘密谋划，准备除掉二张，拥立中宗。
武则天病重，宰相张柬之、右羽林大将军李多祚、左威卫将军薛思行等人发动神龙政变，突率羽林军五百余人，冲入玄武门，在迎仙宫杀张易之、张昌宗。这一天，相王李旦也率南衙禁兵加强警备，配合行动，武则天无奈，先令太子监国，次日传位，隔了一天，李显复位称帝，大赦天下。他先把弟弟相王李旦加为安国相王，拜太尉、同中书门下三品；又给妹妹太平公主加了镇国太平公主的称号，以表彰二人的拥立之功，张柬之、崔玄暐等人也加官晋爵。
复国号为唐，一应典制，悉复唐永淳前旧，唐朝规复，李显复位后，马上立韦氏为皇后，又不顾大臣的劝阻，破格追封韦后之父亲为王，并让韦后参预朝政，对张柬之等功臣却不加信任。将韦后的女儿安乐公主嫁给武三思之子武崇训，封上官婉儿为昭容，教她专掌制命，负责起草皇帝的诏令，掌握生杀大权。韦后同武三思关系暧昧，韦后又十分信任儿女亲家武三思，并以此结成了一股强大的政治势力左右着朝政，李显对此也无能为力。
李显逝世，终年55岁，葬于定陵，幼子温王重茂被立为帝，改元“唐隆”，由韦后临朝称制，欲重演武后故事。相王旦三子临淄王李隆基联合其姑太平公主，交结禁军诸将葛福顺、陈玄礼等，以兵诛韦后、安乐公主并诸韦、武等，史称“唐隆政变”。废少帝，奉其父相王李旦复位，是为唐睿宗，自此唐朝帝位转往李旦一系，直至唐亡。