唐中宗唐隆元年（710年）六月二十日傍晚，華燈初上，暮色蒼茫，臨淄王李隆基一身便服，在道士馮處澄掩護下，來到長安城北西內苑總監廨舍中，靜待時機。黃昏，黑壓壓一片明甲執戟的禁軍聚集在玄武門外，肅然而立。午夜，長安城上空忽然下了一陣流星雨，散落如雪。萬騎果毅葛福順和李仙鳧來到廨舍，請求行動。
萬騎果毅是北衙禁軍的中級軍官，最早可以追溯到李世民時代。李世民發動玄武門之變涉險成功，為了防止別人有樣學樣，於是精心挑選了一批驍勇果敢之士，穿虎文戰衣，跨豹文馬鞍，整日在禁苑中走馬射獵，晚上便駐紮在玄武門外，保衛皇宮安全，謂之百騎。武則天時期增加到千騎，唐中宗時期增加到萬騎，隸屬左右羽林軍統領。
李隆基對心腹劉幽求點了點頭。劉幽求大聲說："天意如此（指天降流星，這是權力更替的預兆，李世民發動玄武門之變前也曾「太白經天」），時不可失"，大家跟我來。一幫人拔劍進入羽林營，殺死左千牛衛中郎將（禁軍統領）韋璿，長安縣令韋播等人，將幾人頭顱拿到李隆基跟前，李隆基舉著火把確認無誤，下令，葛福順率領左萬騎攻玄德門，李仙鳧率領右萬騎攻白獸門，李隆基勒兵玄武門外，等候城內消息。
三鼓時分（ 23點—次日1點 ），葛福順等人得手，於凌煙閣前大聲鼓譟，李隆基聞聲，帶著劉幽求等人長驅直入，直奔太極宮。韋皇后聞亂，惶惑跑進飛騎營（即萬騎營，早被李隆基控制），幾個飛騎斬其首獻於李隆基馬前。安樂公主正在照鏡畫眉，被衝進去的軍士斬殺於臥室。
李隆基進入太極宮，上官婉兒聞得外面有變，手持蠟燭出來迎接，拿出了唐中宗李顯駕崩後自己親手草擬的詔書，詔書上寫著，立溫王李重茂為皇帝，韋皇后參知政事，相王李旦參謀政事。只是這封詔書沒有頒布，被宰相宗楚客改了。宗楚客說，相王李旦和韋皇后是嫂嫂與小叔子的關係，自古嫂叔不通問，兩人一起上朝，傳了緋聞咋整？於是把詔書改為韋皇后臨朝參政，相王李旦為太子太師，頒布於外。
就是說，雖然（讓李旦輔政）這份詔書作廢了，但是上官婉兒一直保存著，以備不時之需。現在命在旦夕，趕緊拿出來給劉幽求看。劉幽求跟李隆基說，三郎（李隆基小名），上官昭容原來是自己人，不能殺。李隆基不許，斬於旗下。
唐高宗麟德元年（664年）十月，秋風蕭瑟，黃葉遍地，宰相上官儀長子上官庭芝的夫人鄭氏生下一個女兒。鄭氏懷孕的時候，夢見一個天神，耍著一桿大稱，說道，我要用這桿秤稱量天下。夢醒不久，上官婉兒出生。滿月之後，鄭氏摸著她的小臉逗笑說，你難道就是那個稱量天下的人嗎？上官婉兒聽了，撓著小手，啞啞有聲，仿佛在說「是」。十二月，禍從天降，上官儀和上官庭芝因捲入李治廢后事件，被武后處死，家產抄沒充公，尚在襁褓中的上官婉兒隨母親鄭氏配沒掖廷宮為奴。
掖庭宮居於太極宮西側，是低級宮女居住和犯官女眷服役之處。卑溼寒冷，終年少見陽光。鄭氏每天未明即起，幹一天繁重的洗衣掃除等雜活，累得骨頭散了架，回到住所，點上昏暗的油燈，教小婉兒讀書認字，日復一日，年復一年。鄭氏出身名門，乃滎陽鄭氏之後，自小接受了良好的家教。
著名學者餘世存在《家世》中寫道，世家大族之所以能夠累世不衰，歷千年不敗，即使偶有挫折，終必復振，皆因歷代都重視教育，「子孫雖愚，詩書必讀」，富貴榮華不易，貧窮流離不改。因為他們明白，金銀珠玉都是身外之物，流通性強，變數極大，說沒就沒了。唯獨知識和文化，奪不走，搶不去，丟不了，可以累世傳承。因此古人云：饋子千金，不如遺子一經。與其留給孩子萬貫家財任其揮霍，不如給他一本書，讓他自己奮鬥，考取功名富貴。「讀書多了容易做官，做官容易出名」。
婉兒這個名字出自《詩經》：野有蔓草，零露漙兮。有美一人，清揚婉兮。邂逅相遇，適我願兮。野有蔓草，零露瀼瀼。有美一人，婉如清揚。邂逅相遇，與子偕臧。婉是柔順的意思。鄭氏希望上官婉兒像荒野的蔓草一樣，柔順而頑強，茁壯成長。
艱難困苦，玉汝於成。屈辱的家世和艱辛的生活讓上官婉兒很小就成熟了。她刻苦攻讀，不舍晝夜，不僅文詞精妙，而且明習吏事，很快動達天聽，十三歲（唐高宗儀鳳二年，677年）被武后選中，召入宮中考試。上官婉兒當然不會放過這個天賜良機，對於她這種罪人之後，機會猶如沙漠裡的水滴一樣珍貴，一旦錯過，此生再無。她「援筆立成，皆如宿構」。
武后大喜，將其選為唐高宗李治的才人。才人是皇帝的中級嬪妃，不僅侍寢，而且幫助皇帝處理各種詔書。武則天就是十四歲進宮，成為李世民的才人。時年李治五十歲，武后五十三歲。鑑於李治晚年患有嚴重的頭痛，雙眼模糊，早就不理朝政，因此武后將上官婉兒選為才人只是給她一個可以隨意出入宮禁的合理身份，而非侍奉李治御塌之前。
從此上官婉兒成為武后的私人秘書，宮中詔令，多出其手。武后的行為很快引起李治不滿，李治雖然不想管事，但是不代表不能管事。有一天二聖臨朝，宰相在堂下匯報，武后讓上官婉兒躲在案裙（用布簾遮住的桌子）下記錄。很可能是記得無聊，上官婉兒好奇心大起，便探出頭看看宰相到底長啥樣。李治見了，怒而退朝，把上官婉兒叫來，隨手拿起剪刀，一剪刀扎在上官婉兒額頭上，頓時血流滿面，而且不讓拔。武后見李治怒了，識趣不言。
上官婉兒哭著說，聖上不要生氣，我給您作一首《拔刀子詩》，要是您滿意，我就把刀子拔了。說完出口成章，堪比曹植七步詩。武后見李治意歇，就說，孩子還小不懂事，以後慢慢調教。畢竟人才難得，饒了她吧。李治哼了一聲，拂袖而去。從此上官婉兒額頭上留下一道疤。為了遮住這道疤，她便剪些花黃，貼在額頭上。上官婉兒顯赫之後，這種妝容傳遍全國，《木蘭詩》中有「對鏡貼花黃」之語，其實是寫大唐盛行的妝容，不是北魏的。
李治扎了上官婉兒一剪刀，其實是給武后立威，告訴她大唐的御宇者到底是誰。俗話說，打狗還要看主人。但是故意當著主人打狗，這打的就不是狗，而是主人了。
不過李治餘威雖在，但是也如落日餘暉，照不了多長時間了。很快李治駕崩，武后廢了李顯為廬陵王，群臣勸進，武后篡唐自立，建立大周帝國。上官婉兒好風借力，直上青雲，成為武則天的「內舍人」，自通天元年（696年）起，「恆掌宸翰（皇帝親筆手詔御札），軍國謀猷，殺生大柄，多賴其決」。時年上官婉兒32歲。
武周期間，諸武用事，武則天還曾一度想立武三思為太子，上官婉兒身為武則天親信，遂與武三思互動頻繁，兩人建立了親密無間的關係。後來經過狄仁傑等人勸諫，武則天最終將李顯從房州迎了回來，立為太子，上官婉兒作為武則天和李顯的聯絡人，又與李顯和韋後建立了良好融洽的關係。
神龍元年（705年），張柬之等人發動神龍政變，逼迫武則天退位，扶持李顯復闢唐祚，李顯又令上官婉兒專掌起草詔令，深被信任，還將其拜為昭容，封其母鄭氏為沛國夫人。就是說，此時的上官婉兒成為李顯老婆，跟武則天一樣，也是侍奉父子兩代皇帝。
上官婉兒見韋皇后和安樂公主有效仿武則天的跡象，遂傾力相助。當年武則天為了得人心，把女子法定結婚年齡從十五歲延遲到二十歲，以收人望。上官婉兒跟韋後說，你跟她學學。韋後於是規定全國士民一律為被父親休棄的母親服喪三年，男子二十三歲時才算成丁（以前是二十歲，往後推了三年），五十九歲免除勞役（以前是六十歲，往前推了一年）。女子法定結婚年齡從二十歲推遲到二十三歲。後來太平公主有樣學樣，規定女子二十五歲才是法定結婚年齡。這個標準即使按照現在看來，也是有點晚了。
上官婉兒還經常勸說李顯大量設置昭文館學士，廣召詞學之臣，多次賜宴遊樂，賦詩唱和。對大臣所作之詩加以評定，名列第一者賞賜財物爵位。因此朝廷內外，吟詩作賦靡然成風。上官婉兒酷愛藏書，所藏之書均以香薰之。百年之後其書流落民間，依然芳香撲鼻，且無蟲蛀。唐德宗時期大臣呂溫在《上官昭容書樓歌》中寫道： "君不見洛陽南市賣書肆，有人買得《研神記》，紙上香多蠹不成，昭容題處猶分明，令人惆悵難為情。"
上官婉兒有《彩書怨》詩堪稱佳作：葉下洞庭初，思君萬裡餘。露濃香被冷，月落錦屏虛。欲奏江南曲，貪封薊北書。書中無別意，惟悵久離居。這首詩顯而易見是寫給一位男子的，只是此人是誰，已不可考。
但是沒過多久，上官婉兒發現，韋皇后和安樂公主的權謀水平跟武則天根本不在一個水平線上，就是兩個豬隊友，跟著她們混，肯定倒血黴。而且武則天之所以能夠坐大，很大因素是憑藉李治這尊佛護佑。李顯這個自身難保的泥菩薩很顯然護佑不了妻女，因此上官婉兒就想未雨綢繆，給自己找條退路。很快，安樂公主就跟李顯請求，要當皇太女。李顯當然同意，可是遭到宰相魏元忠等人極力反對，敗興退朝。
上官婉兒趁機泣血極諫，扣心竭誠，請求李顯不要冒天下大不韙。李顯惑於韋後安樂，其志不堅。上官婉兒見李顯不聽勸，就提出辭職回家，閉門讀書，李顯也不同意。上官婉兒又說，那我出家為尼總行吧，李顯還不答應。上官婉兒也是執拗之人，一怒之下喝了毒酒，想要「尸諫」，差點就沒命了。幸虧李顯發現得早，派御醫將其救活。精心調養了一個多月，方才痊癒。
病好之後，上官婉兒請求將自己的昭容稱號降為婕妤，連續提了三次，李顯勉強同意了。
但是樹欲靜而風不止，太子李重俊被安樂公主和武三思逼迫太甚，於景龍元年（707年）七月發動兵變，殺武三思和武崇訓（武三思兒子、安樂公主丈夫）於其府第，又引兵從肅章門斬關而入，大肆搜捕上官婉兒。上官婉兒急忙逃至唐中宗和韋皇后處，大喊：「我看太子的意思，是想先殺上官婉兒，然後依次捕弒皇后和陛下。」李顯和韋皇后大怒，帶著上官婉兒和安樂公主登上玄武門，令右羽林將軍劉景仁率飛騎二千屯太極殿前閉門自守，李重俊兵敗被殺。時年上官婉兒43歲。
武三思死後，韋後一黨實力大衰，上官婉兒更覺這條船不穩，遂與太平公主和李旦加深了接觸。景龍四年（710年）六月初二，李顯暴斃，太平公主和上官婉兒共同起草遺詔，讓李旦輔政，但是韋後不許，又擬了一封詔書。上官婉兒便把自己寫的保存起來。六月二十日，李隆基和太平公主聯手發動玄武門之變，殺死韋後安樂及其餘黨，上官婉兒也被誅殺，時年47歲。
李隆基為啥一意孤行要殺上官婉兒？其實是為了剪除太平公主的羽翼。上官婉兒本身無罪，可是李隆基知道自己和太平公主必有一戰，兩人是你死我活的廝殺，上官婉兒歷經李治、武則天、李顯三代，有豐富的權鬥經驗，如果留著，肯定會成為太平公主得力助手，不會成為自己心腹幹將。因此趕緊殺了，免除後患。
上官婉兒死後，李旦親自下詔厚葬，太平公主非常哀傷，遣使弔祭，詞旨綢繆。
上官婉兒臨死，面色不變，吟了一句詩：勢如連璧友，心似臭蘭人。這句詩是當年唐高宗和武后在御花園賞花時，園中開了一枝雙頭牡丹，「二花並蒂而生，如鞍子而不相連屬」，武后大喜，讓上官婉兒吟詩慶賀一下。上官婉兒略加思索，脫口而出一首五言詩，其中兩句便是：勢如連璧友，心似臭蘭人。該詩一語雙關，明為讚美雙頭牡丹，實為稱頌高宗武后二聖臨朝。連璧即珠聯璧合，比喻二人親密無間；臭蘭出自《周易·繫辭》：「二人同心，其利斷金；同心之言，其臭（香味）如蘭。」
上官婉兒終其一生，沒有找到跟她合璧同心的人。