李显都准许了。
上官婉儿又向韦皇后推荐了姘头武三思，将武三思领进宫中。
李显于是开始与武三思商议政事，张柬之等人受到了武三思的遏制。
不久，武三思依靠韦皇后和安乐公主等人的支持，相继设计贬杀了张柬之、桓彦范、敬晖、袁恕己和崔玄暐等五王，权倾人主，不可一世。
上官婉儿又与其私通，并在所草诏令中，经常推崇武氏而排抑皇家，致使太子李重俊气愤不已。
景龙元年，公元707年七月，李重俊终于爆发，与左羽林大将军李多祚等，矫诏发羽林军三百余人，杀武三思、武崇训于其府第，并诛其亲党十余人，又引兵从肃章门斩关而入，叩击阁门而搜捕上官婉儿。
上官婉儿急忙逃至唐中宗和韦皇后处，并扬言说：“观太子之意，是先杀上官婉儿，然后再依次捕弑皇后和陛下。”
李显和韦皇后一时大怒，遂带着上官婉儿和安乐公主登上玄武门躲避兵锋，令右羽林将军刘仁景率飞骑二千余人，屯太极殿前，闭门自守。
李重俊因此兵败被杀。
上官婉儿由此更是深得李显、韦皇后信任，专秉内政，她祖父一案也被平反，上官仪追赠中书令、秦州都督、楚国公，上官庭芝追赠黄门侍郎、岐州刺史、天水郡公。
此后，上官婉儿又经常劝说李显，大量设置昭文馆学士，广召当朝词学之臣，多次赐宴游乐，赋诗唱和。每次都同时代替李显和韦皇后和安乐公主，数首并作，诗句优美，时人大多传诵唱和。对大臣所作之诗，李显又令她进行评定，名列第一者，常赏赐金爵，贵重无比。
因此，朝廷内外，吟诗作赋，靡然成风。
上官婉儿酷爱藏书，曾藏书万余卷，所藏之书均以香薰之。百年之后，其书流落民间，依然芳香扑鼻且无虫蛀。
其母郑氏去世后追谥为节义夫人，婉儿上表将自己的品级降为婕妤以示哀悼，不久之后恢复。
李显派人又在上官婉儿居地穿池筑岩，穷极雕饰，常引大臣宴乐其中。当时，宫禁宽疏，允许宫内官员任意出入。
上官婉儿遂与一些宫官在宫外购筑宅第，经常与他们交接往来，有的人因此而求得高官要职。
中书侍郎崔湜就是因为与上官婉儿在外宅私通，后被引以为相的。不久，崔湜又在主持铨选时，多有违失，被御史李尚隐弹劾，以罪被贬外州司马；也因上官婉儿和安乐公主为其申理，仍官复原职。
景龙四年，公元710年，太平公主势力日盛，上官婉儿又依附上太平公主。
六月，李显突然驾崩，韦皇后将台阁政职、内外兵马大权以及中央禁军等全部安排了自己的党羽和族人，朝政大权尽落韦氏之手。
上官婉儿与太平公主起草了一份遗诏，打算立李重茂为皇太子，李旦辅政，韦皇后为皇太后摄政，以平衡各方势力，然而宰相宗楚客、韦温更改诏书，劝韦后效仿武则天。
得到消息的临淄王李隆基与太平公主商议，决定先下手为强，七月二十一日，李隆基发动唐隆之变，以禁军官兵攻入宫中，杀死韦后、安乐公主及所有韦后一党，拥立其父李旦登基。
上官婉儿执烛率宫人迎接，并把她与太平公主所拟遗诏拿给刘幽求观看，以证明自己是和李唐宗室站在一起的，刘幽求拿着遗诏求李隆基开恩，但李隆基不许，杀上官婉儿于旗下。
上官婉儿可谓死得极冤，太平公主非常哀伤，派人去吊祭，并出钱五百匹绢。
李隆基为什么坚持要杀死上官婉儿？这大概跟上官婉儿得势之后，从来没去结交李旦有关系。
不管结局如何，上官婉儿历经武则天和李显两朝，掌管政权，也算是个奇女子，在公元2013年9月出土的上官婉儿的墓志铭上，记载上官婉儿曾四次向唐中宗进谏，反对立安乐公主为皇太女，从检举揭发，到辞官不做，再到削发为尼，都没有得到唐中宗准许，最后以死相谏。她喝毒药后，太医紧急救治，才得以保命。
这一事可以看出来，上官婉儿还是很有诤臣的一面。
上官婉儿在《全唐诗》中存诗三十二首，其中《彩书怨》最出名：
叶下洞庭初，思君万里余。
露浓香被冷，月落锦屏虚。
欲奏江南曲，贪封蓟北书。
书中无别意，惟怅久离居。
诗中少女情怀，渴望被爱的情绪感人。
上官婉儿，不管她的官职做得多大，她的权势如何熏天，她，始终是那个充满诗情画意的少女······