上元二年（公元675年），唐高宗登洛水高岸，延眺良久， 叹其美，于是诏令司农卿韦机于此地营造高馆，建成后移驾于此，又下令列岸修廊，连亘一里。[19] [20] 建成后，尚书左仆射刘仁轨，对侍御史狄仁杰说：“自古以来天子的陂池台榭，都在深宫禁城，不欲百姓看到，恐伤其心。而今列岸修廊，横亘王城之外，万方朝谒，无不睹之。[11] 难道是体恤君王吗？”韦弘机说：“天下有道，百官奉行自己的职守，作为辅佐的人，就考虑诤言进谏之事。我是府藏大臣，奉行职守罢了。”狄仁杰非之，不久被弹劾免官。[21]
建设中的上阳宫
仪凤四年（公元679年），唐高宗车驾入洛，便移驾于上阳宫。[20] 上阳宫建成以后，以其雅致甚得帝王之心，凡帝王御东者，常居此宫。史载唐高宗晚年即常居此宫听政。这位体弱多病、笃信道教的皇帝，不但亲赴嵩山求道，甚至还亲迎嵩山全真道人潘子真布道于上阳宫，“天子侧席斋宫，虚襟宣室”。
垂拱年间，唐睿宗、武则天曾于上阳宫中听政。[22] 武则天还常在上阳宫中宴飨群臣，《全唐文》即隶录宋之问《早秋上阳宫侍宴序》。相传武后游上阳宫，隔河遥见积善坊中其母荣国夫人宅及太原寺，心常凄感，后下令移寺于城东积德坊。[6]
天授元年（公元690年），群臣进言：“有凤凰从明堂飞入上阳宫，落在左台梧桐树上。”武则天急忙率众观看，凤凰看到武则天后便向东南飞去，身后的朱雀云集朝堂，翩然起舞久久不肯离去。[23]
神龙元年（公元705年），神龙政变后，武则天移居上阳宫，李湛留宿于此守卫。[24] 二月，唐中宗率领百官到上阳宫观风殿问武则天起居，从此每十日一去上阳宫。[25] [26] 戊申，唐中宗率领百官到上阳宫，为武则天上尊号曰“则天大圣皇帝”。[24] 卢怀慎告诫中宗不要效仿汉高祖的行事方式，谏言将武则天接到内朝奉养。[27]
神龙元年十一月二十六日（705年12月16日），武则天在上阳宫的仙居殿病逝，享年八十二岁。