武则天称帝后，一度想过将武氏子侄立为皇嗣的想法，但是由于朝臣们拥护李唐，所以武则天一直犹豫不决。直到一场叛乱的出现这才让武则天下定决心立李家的子孙。这场战役就是营州之乱。

万岁通天元年（696年）初，契丹地区发生饥荒，契丹首领向营州都督请求救济，但是营州都督赵文翙非但不予救济反而肆意凌辱契丹首领，引起契丹人不满，契丹民众起兵反唐。五月十二日（6月16日），契丹松漠都督李尽忠和妻兄归城州刺史孙万荣在营州叛乱杀死了赵文翙，几天时间叛乱队伍就发展到数万人，七月十一日，武则天“以春官尚书梁王武三思为榆关道安抚大使，姚副之，以备契丹。”八月二十八日双方在西硖石黄獐谷交锋，周军大败。

九月武则天下令“天下系囚及庶士家奴骁勇者，官偿其直，发以击契丹。”右拾遗陈子昂任武攸宜军府参谋，他上书说：“恩制免天下罪人及募诸色奴充兵讨击契丹，此乃捷急之计，非天子之兵。且比来刑狱久清，罪人全少，奴多怯弱，不惯征行，纵其募集，未足可用。况今天下忠臣义士，万分未用其一，契丹小孽，假命待诛，何劳免罪赎奴，损国大体！臣恐此策不可威示天下。”

神功元年（697年）武则天派苏宏晖、王孝杰率十七万军队征讨契丹。三月十二日，苏宏晖、王孝杰在东硖石谷碰上孙万荣，苏宏晖畏敌逃走，王孝杰寡不敌众，坠崖身亡，“兵士为贼所杀及奔践而死殆尽。”武则天了解情况后便派人前去斩杀苏宏晖以儆效尤，可是“使未至幽州，而宏晖已立功赎罪，竟免诛。”四月十八日，朝廷任命右金吾卫大将军武懿宗为神兵道行军大总管，与右豹韬卫将军何迦密领兵进攻契丹。五月初八，“又以娄师德为清边道副大总管，右武威卫将军沙吒忠义为前军总管，将兵二十万击契丹。”结果武懿宗到了赵州，听说有几千契丹骑兵前来竟然怕得要逃走。有人劝他也劝不住，“退据相州，委弃军资器仗甚众。契丹遂屠赵州。”

武则天

这时候孙万荣围幽州,移檄责朝廷曰:“何不归我庐陵王?”武则天​重振旗鼓后与突厥可汗约好，南北夹击契丹叛军，契丹打败，残部逃走后继续战斗。不久，契丹人攻占了冀州，杀死了刺史，整个河北为之震动。之后契丹人曾一度占领幽州和赵州，最终叛乱被杨玄基平定。契丹人的反唐削弱了唐王朝在东北的统治，给靺鞨族上层建立地方政权创造了有利的时机。

但是武则天虽然平定了叛乱，却引起了一连串的问题。首先就是平乱期间，武则天为了瓦解反唐队伍，收买参与反抗的靺鞨贵族，封其首领乞乞仲象为震国公，另一位首领乞四比羽为许国公。但是乞四比羽拒绝封号，乞乞仲象与乞四比羽率领粟末靺鞨和部分高丽人离开营州，度过辽河，向靺鞨故地进发。后来乞乞仲象的儿子大祚荣占据北部四州，形成了政权。另外，武则天本来想让武三思和武懿宗带兵，培养他们的威信。结果面对这一个影响力很小、人力和物力很难与中原抗衡的对手，两人竟然不堪一击，让武则天大为失望。也从此武则天心里的天平逐步向李家倾斜，叛乱平定后不久，武则天便将庐陵王召回洛阳，随后立为太子。