到了武则天实际统治时期，突厥复国，唐朝又皇位更替频繁，她为了自己的统治考虑，主动放弃了安西四镇，试图以册封西突厥后裔来维持与西域的藩属关系。在吐蕃多年，王孝杰对当地了如指掌。692年，武则天任命他率领军队再次进攻吐蕃，收复安西四镇。王孝杰不负众望，大破吐蕃，收复了四镇，并再次在龟兹设置安西都护府，以3万名士卒镇守。

西域离唐朝较远，运送给养是个大问题：老百姓要对士兵“资遣衣粮”，因此怨声载道;西域的土地、气候条件对士兵也是个挑战。所以很多大臣建议放弃西域，但武则天却显现出了成熟的政治家的一面，力排众议，认为经营西域和丝绸之路才是上策。她的这一果断决策促使唐朝直至唐德宗贞元年间对安西四镇长达近百年的稳定统治，保障了丝绸之路的畅通。

正是因为武则天的坚持，经西域而至中亚的丝绸之路在唐代达到了鼎盛。当时阿拉伯、波斯以至欧洲国家的驼队络绎不绝地往来于天山南北道上，如今流传下来众多的唐代胡人形象的陶瓷器，就是这一盛况的真实写照。

则天执政时期，海上丝绸之路也进入了新的发展阶段。早在唐朝之前，中国与朝鲜、日本等就开辟了海上交通线。到了唐代，武则天等统治者对科学大力扶植，造船术和航海术都有很大发展，因此海上丝绸之路的作用凸显。

当时，朝鲜半岛上的高句丽、百济和新罗时战时和，武则天曾试图一统朝鲜半岛，但因为唐军需要应付的势力很多，无法首尾兼顾，所以坐视新罗于676年统一朝鲜半岛。此后，新罗对唐朝臣服，双方进入了和平时期，促成了唐朝至新罗的海上丝绸之路大发展。

武则天统治前后期，印度洋、太平洋上的海路也逐渐发展起来。大体路线是：从广州起航，沿印度支那半岛海岸经今天越南的昆仑岛南行，经过今天的新加坡海峡至苏门答腊东南部。在此分为两线，一为东南通今天的爪哇;一为西北出海峡至今天的斯里兰卡等国，经今天的巴基斯坦、伊朗、伊拉克，最后陆路行至大食国的首都缚达城(现伊拉克巴格达)，全程需要3个月。

这条海上丝绸之路不但建立了唐朝与东南亚、南亚国家的联系，还建立了与中亚阿拉伯人的大食帝国之间的联系。武则天时期经济、文化、外交上的发展，让陆上丝绸之路和海上丝绸之路进入到了共同繁荣的阶段。

虽然后世不少人对于这位“心狠手辣”的女政治家颇有微辞，但她在政治上的建树，跟其他帝王比起来是毫不逊色的。她积极收复安西四镇，保障陆上丝绸之路的畅通，使唐朝与欧洲的东罗马帝国联系在一起;又通过海上丝绸之路，使唐朝与东南亚、南亚、中亚的国家连接在一起。