22岁的李旦是在公元684年，被他的母亲武则天立为皇帝的。李旦在母亲武则天为他操办了改年号，封皇后，立太子等必不可少的即位仪式后，被同他的皇后一起被软禁在皇宫之中，开始了傀儡皇帝的生活。李旦在宫中的生活非常压抑，没有武则天的命令，他不能随意出入宫廷，甚至在皇宫中也不能自由行动，整天陪伴他的只有刘皇后和几个宫女太监。就这样，李旦共做了6年的傀儡皇帝，直到公元690年。
这一年，武则天终于从珠帘后走出来，登基称帝，成为中国历史上唯一的女皇帝。李旦也被降为皇嗣，赐姓武氏，迁居东宫。武则天的侄子魏王武承嗣不甘心居于魏王的地位，想除去李旦，自己做皇太子。为达到这个目的，武承嗣到处活动，请求武则天废掉儿子李旦，立侄子武承嗣为皇太子。武则天开始还有些犹豫不决，后来经大臣们商议，方才认识到立子和立侄的利害关系，不再有立武承嗣的打算。武承嗣气急败坏，想方设法地加害于李旦，使得李旦的皇后刘氏和德妃窦氏被凌迟处死，李旦也被禁闭。
经过这一次打击，李旦心灰意懒，决意放弃皇嗣的位置以避灾免祸。公元698年，武则天将李显招回长安，李旦便知趣地将皇嗣让给李显。自己去当相王。