史书上有明确记载且无争议的被武则天杀害的太子有三个，公主有一个。另有一个太子和两个公主之死存疑，但均有被武则天杀害的说法。
武则天为并州文水人，公元624年出生（另有622年和623年之说），637年第一次入宫，被唐太宗封为才人。649年唐太宗驾崩，武则天入感业寺为尼。651年二度入宫，生长子李弘。652年被封为昭仪。654年生长女安定思公主，同年被立为皇后。660年十月，李治风疾发作，头晕目眩，不能处理国家大事，于是让武则天处理朝政。674年八月，李治称天皇，武则天称天后，史称“二圣临朝”。683年李治驾崩，李显即位。684年武则天废中宗李显，立李旦为帝，自己临朝称制。690年武则天称帝，改国号为周。705年正月武则天禅位于太子李显，同年病逝。
武则天杀的第一个太子是李治的庶长子李忠。
李忠（643年－664年），字正本，高宗李治庶长子，王皇后养子。生母为宫人刘氏。李忠初封陈王，官任雍州牧，永徽三年（652年），立为太子。显庆元年（656年）被废太子之位，改封梁王，任梁州都督，同年改任房州刺史。显庆五年（660年），废为庶民，迁居黔州，囚禁于黔州李承乾故宅。
麟德元年（664年），武则天指使许敬宗陷害李忠与宰相上官仪、宦官王伏胜谋反，李忠被赐死在黔州住所，时年二十二岁。神龙元年（705年），追封为燕王，追赠太尉、扬州大都督。
部分史料记载武则天杀的第二个太子是自己和李治的长子李弘。现代学者普遍认为李弘死于肺结核病。
李弘（652年—675年），高宗李治第五子，武则天长子，高宗朝继李忠后所立的第二位太子。永徽六年（655年）进封代王，显庆元年（656年）被立为太子，自幼孝顺仁德，为太子后体恤民情，曾上书高宗修正不合理的法律，并为两个被幽禁的姐姐求情，深得高宗宠爱。
上元二年（675年），李弘随帝后出行洛阳，猝死于合璧宫绮云殿，年仅二十三岁，死因颇有争议。《新唐书》和《唐会要》记载了李弘可能被武则天鸩杀的传言。说李弘深得父皇宠爱，并且为人仁孝谦谨，中外属心，高宗身体不好有提前禅位之意。李弘因此成为了武则天掌权的障碍。同时因为两位姐姐求情违背了武后旨意，由此失爱于母后。现代学者经考证后普遍认为李弘并不是被武则天杀害，而是死于肺结核病。关于鸩杀李弘的记载，以《唐会要》和《新唐书》最为肯定，但两书较《旧唐书》出书晚，采信了一些后世传言。据史料记载，咸亨二年李弘就因痨瘵缠身而不能胜任监国重任。时隔四年后去世，高宗在《赐谥皇太子弘孝敬皇帝制》中更直接提到：李弘自被立为太子后就染上痨瘵，又接受父君之命带病理政，以致操劳过度，使旧病加剧，最终病卒。可见官方认定李弘是因痨瘵恶化而死。
李弘死后高宗悲痛不已，破例追赠太子李弘为皇帝，谥号“孝敬”，以天子礼仪葬于恭陵。神龙初年（705年），中宗李显为孝敬皇帝上庙号为义宗。开元六年（718年），玄宗李隆基依照旧礼撤销义宗庙号，复用孝敬皇帝谥号祭祀。
李贤是另一位被武则天杀害的太子。
李贤（655年—684年），高宗李治第六子，武则天次子。永徽五年（655年）生，初封潞王。自幼得到良好教育，以“初唐四杰”之一的王勃作为太子侍读。容貌俊秀，举止端庄，才思敏捷，深得李治喜爱。上元二年（675年），太子李弘猝死后，被册立为太子，期间三次监国，得到高宗称赞、朝野拥戴，同时也受到武后猜忌。调露二年（680年），以谋逆罪名废为庶人，流放巴州。文明元年（684年），武则天废中宗李显临朝称制后，授意酷吏丘神勣逼李贤自尽，终年二十九岁。
垂拱元年（685年），诏复雍王爵位。中宗神龙二年（706年），追赠司徒官爵，以亲王礼陪葬乾陵。睿宗景云二年（711年），追谥章怀太子，与太子妃房氏合葬。曾召集文官注释《后汉书》，史称“章怀注”，具有较高史学价值。著有《君臣相起发事》、《春宫要录》、《修身要览》等书，如今已佚。
此外武则天还杀害了自己的孙子李重润（神龙元年追封为懿德太子）和孙女李仙蕙（神龙元年追赠为永泰公主）。
李重润（682年—701年），原名李重照（因避武则天之讳，故改名李重润），李治与武则天之孙，中宗李显嫡长子，母韦皇后。永淳元年（682年），李重润被立为皇太孙。光宅元年（684年），唐中宗失位，李重润被废为庶人。
李仙蕙（684年—701年），中宗李显第七女，韦皇后所生之女中排行第三。初封永泰郡主。并以郡主身份下嫁武承嗣长子武延基。
武则天大足元年（701年），李重润与其妹永泰郡主、永泰郡主驸马魏王武延基私下里议论张昌宗、张易之兄弟擅政之事，为人谗构，李重润、李仙蕙和武延基被武则天赐死。中宗李显复位后，于神龙元年（705年）追封李重润为“懿德太子”。神龙二年（706年），将其灵柩由洛阳迁到乾陵陪葬，特恩“号墓为陵”。同时将李仙蕙以礼改葬，亦“号墓为陵”。李仙蕙也是中国历史上唯一一个坟墓被冠称为“陵”的公主，规格与帝王相等。
不过1960年9月《唐永泰公主墓志铭》出土后其死因出现了新的说法。墓志铭记载：“（永泰公主）珠胎毁月，怨十里之无香，琼萼调春，忿双童之秘药。女娥篪曲，重碧烟而忽去。弄玉萧声，入彩云而不返。呜呼哀哉！以大足元年九月四日薨，春秋十有七。”这就清楚地告诉人们，永泰公主不是武则天直接害死的，而是由于怀孕患病致死。 同时研究人员根据永泰公主墓出土十一块骨盆碎片，复原了永泰公主之骨盆，经科学测量与鉴定，认为“永泰公主骨盆各部位较之同龄女性骨盆都显得狭小，并结合墓志铭“珠胎毁月”句，断定“永泰公主死于难产”，而非其祖母武则天所杀害。
常乐公主是唯一明确记载且无争议的被武则天杀害的公主。
常乐公主是唐高祖第七女 ，生母不详。太宗李世民的异母妹妹。常乐公主下嫁赵瑰，生有一女赵氏，为李显作英王时的结发妻、英王正妃。后被武则天杀害。
武则天谋夺李唐社稷，翦除唐朝宗室，引起诸王不安。垂拱四年（688年），琅邪王李冲、越王李贞相继起兵反武。常乐公主对越王李贞的使者说：“为我谢王，与其进，不与其退。若诸王皆丈夫，不应掩久至是。我闻杨氏篡周，尉迟迥乃周出，犹能连突厥，使天下响震，况诸王国懿亲，宗社所托，不舍生取义，尚何须邪？人臣同国患为忠，不同为逆，王等勉之。”
越王贞兵败自杀。武则天为尽除李氏诸王，使周兴等展开审讯，逼迫韩王元嘉、鲁王灵夔、黄国公撰、东莞郡公融、常乐公主等李唐皇室成员自杀。武则天改常乐公主姓氏为虺氏。唐中宗李显复位，为之平反。
《新唐书》和《资治通鉴》还记载了武则天于永徽五年（654年）产下长女安定思公主后，为陷害王皇后而将安定思公主掐死。但成书更早的《旧唐书》和《唐会要》只记载了公主的暴卒，并未说明其死因。故安定思公主之死为疑案。
综上，李忠、李贤、李重润、常乐公主四人明确死于武则天之手。李弘、李仙蕙、安定思公主之死均存疑。