武则天的父亲武士彟及其世族，除新旧唐书、《太平广记》、《册府元龟》中《武士彟传》条中的简略记载外，要数《攀龙台碑》和顺陵碑文较为详细。然而碑文的字数总有限，且偏重碑主。史书中缺载是有其历史原因的。
《唐会要》三十六《氏族》：显庆四年九月五日诏改(贞观)《氏族志》姓(氏)录条云：“初，《贞观氏族志》称为详练，至是，许敬宗以其书不叙明皇武氏本望，李义府又耻其家无名，乃奏改之。”
武则天参政后，将太宗时所修《氏族志》易为《姓氏录》，大刀阔斧修改，将原来《氏族志》中未列的武氏定为姓氏之首。因世人对武则天多有贬斥，说其先世是“寒门”，无资格进入典册，造成缺憾，后世要想通过史料详细了解武氏世族及她的仙掌娘舅家情况相当困难。所以，武则天为其父亲制作的《攀龙台碑》记载：
其先出自周平王少子，有文在其手曰武，因以姓氏。居沛之竹邑，晋尚书仆射开府仪同三司薛侯陔其后也。六代祖洽，仕魏，封于晋阳，食采文水，子孙因家焉……而九五尊名，复光于历数……舄弈于昭穆之间，颉颃于公卿之位……高祖成皇帝，宏才硕量，经文纬武。曾祖章敬皇帝，达学通儒，金声玉振。大父昭安皇帝，心冥道德，志挟九区。显考文穆皇帝，理会几神，名高四海。帝即文穆之第四子也，母文穆皇后……
碑文内容有虚有实，“皇帝”是虚名。“沛之竹邑”即今安徽省宿县。从碑文看来，武士彟的先世在北魏曾享有“九五之尊”、“公卿之位”。但是，这是令人很难相信的。
可以检索到的是，武士彟祖父武则天的曾祖父武俭，仅是北周永昌王的咨仪参军，一个小小的幕僚。武士彟的父武华，有的书中记载曾当过隋东郡丞，几乎是最小的文官。所谓武则天出身“寒门士族”就是此时开始，而且从武华开始由官场转向半农半商。由于北周静帝、隋炀帝大搞皇家建筑，地方官府也大肆仿效，武家经营木材生意看好，财源不断，家计日益富裕起来。
文穆皇帝即武士彟的父亲武华，有四个儿子，长子武士棱，次子武士逸，三子武士让。武士彟最小，九岁时母亲去世，这使他不得不自强自立。武华是个读书人，还当过郡丞，这对武士彟会发生一定的影响。武华的大儿子武士棱“性恭顺，勤于稼穑”，甘心务农的蔫头。老二、老三应该也是农民，农忙时种地，农闲时帮父亲做木材生意。其中，老三有经商的才能。武华雄心很大，除了经商，还希望儿子能习文练武，进入官场，改变这种状况，在社会上提高武家的地位。但是，老大、老二、老三都没什么希望了，他只能把希望寄托在老四身上了。
武士彟，字世信，史书及碑文记载他“龙颜武肩”，“幼而聪达”，“淳深孝悌之性”，“自立功名，而不求苟得，”“道德深富，规模宏远，旷心得江海齐逸，宏量与宇宙同宽”。这些文字肯定是夸张，但他好读书，每见书中有扶主立忠之事，总是反复琢磨，力求解通内在的奥妙是真实的。
在武华年已古稀的时候，他为武士彟聘了小相里村相里氏之女为妻。同时要求四个儿子，要怀志立业，或务农，或经商，或求取功名，各奔前程。
武士彟开始选择了经商。同武家合伙的许文宝，有一次高兴地对武士彟说：“眼下有一桩木材生意，可获大利。”武士彟却不表示任何态度，仍埋头读书。许文宝说：“你好像对做生意不大感兴趣，总喜欢读书，难道你打算当一辈子穷书生吗?”武士彟说：“做生意的确能赚钱，何况我家祖辈几代都经商。父亲本来也希望我们兄弟几个把木材生意继续做下去，现在他不这样想了。这正合我的心意。经商致富，但富而不贵。经商是下等行业，进不了官场，也难免受官府敲诈，兵匪欺凌。再说，经商只能引导人把目光盯在钱财上，而丧失大志，只有读书入仕，才能大贵。就拿我们武家来说，做生意致了富，却没有作官的，被人说成是寒门庶族。以前国家不宁，战乱不止，外敌人侵，任人杀掠，多少富家财尽人亡。幸好现在局势稳定，正是读书的好时机。我的志向是发奋读书，希望大贵，不求巨富。”许文宝觉得他的话有道理，便说：“好兄弟，原来你是个胸怀大志的人，今后我也要发奋读书，只怕永远赶不上你。你大富大贵之时可不要忘了咱们今日的旧交情。”武士彟鼓励他说：“孟子曰：天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行弗乱其所为，所以动心忍性，增益其所不能。”
武华谢世，武士彟结庐于坟茔，守孝三年，苦读史书，几年之后，名传乡里，一直传到了朝廷皇帝的耳朵里。使得隋文帝对他竟然屡加辟召。同郡叔孙贺善相术，见他如此勤奋刻苦，说：“公状貌非常，但如今是玉埋未发，久后必居人上，目下不要过早求官。”
于是，武士彟仍然继续读书，没有应招进朝。
仁寿初年，汉王(隋文帝第五子)杨谅做太原留守，亲自登门拜访他，邀他人仕，这时他不便于推辞了，于是随其到仁寿宫。不巧文帝患疾，敕令武士彟暂住内侍省(掌宫内侍奉，出入宫掖，传达诏命的官署)，每日协助做些公务杂事。当时宫廷中王公大臣之间明争暗斗，武士彟是汉王招徕的人，当然说话办事处处护着文帝和汉王，得到观王杨雄(杨牡丹的伯父)、兵部尚书柳述等人赏识，同时也引起宰相杨素的嫉恨，认为武士彟日后必然与自己作对。于是，杨素对杨雄等人说：“我观此人实有乱世之风骨。今天下太平，留下此人后患无穷，不如趁早除掉为好。”随即派人暗查他的背景和来历。有人偷偷把这话传给他。没过几天;忽见宫中戒备森严，又闻文帝驾崩，杨勇(皇太子)赐死，接着传来汉王造反的消息，更感到形势不妙，心中不安。正当杨素要抓他时，在杨雄等人的帮助下，武士彟半夜逃走，不敢回家，隐匿山中一所古庙，白天看书，夜访道人。过了一段时间，风声渐小，他也觉得躲藏不是办法，便乔装打扮，穿上道袍出外游览山水，博览群书，直到杨素死后才公开露面，回到原籍，在家里研究兵法。大业七年，写成兵书30卷，取名《古今典要》。
由于隋朝摇摇欲坠，各地不断爆发起义，除了百姓，还有地方富豪，因而，从朝廷到地方官员，百倍警惕。并州长史听说他在家研究兵书，谈论政事，派人监视他，并传出话要抓他。武士彟告别家人，到河北道总管府从军，数月后被任命为骑司参军。这时，还是隋朝的军队。
大业九年(613)，杨玄感(杨素的儿子)造反，兵围洛阳，欲攻长安。隋朝精兵保驾炀帝东征，守卫洛阳的多是老弱残兵，屡战屡败。东都留守樊子盖束手无策。当时武士彟正在洛阳，他纵观整个战场的形势，以下级身份求见樊子盖，慷慨陈词，分析局势，共商对策，肯定了杨玄感必败的原因，论述了东都可守的有利条件，鼓励他说：“四面围困，水泄不通，即使不战，也退不出;再说，如果怯战，把东都顺手让给叛军，那是莫大耻辱，贼兵若进城，隋之官兵也难免玉石俱焚。现在宁可决战而死，也不可丢失东都。”樊子盖听了十分敬佩。经过周密部署，巧妙用兵，终于克敌致胜，生擒杨玄感。
炀帝闻听东都被叛军包围，立即从东征前线率兵赶往洛阳，到达东都之时，战局已经平息。炀帝大喜，论功行赏，授武士彟晋阳宫留守司铠参军，掌管军帐兵器。官职不高，也不是他所要追求的目标。这时，他结识了太原留守有着皇亲国戚身份的李渊。
隋大业十一年(615)八月，炀帝巡游到山西雁门(今山西代县西北)，突然遭到突厥始毕可汗的包围，几乎难以脱身。李渊奉命带兵到达太原，十七岁的李世民，也随父亲参加了这次军事防御行动。解围之后，隋朝命李渊继续镇守太原。武士彟“家富于财，颇好交结”，次年，武士彟有意结识了李渊;李渊也“虚心结契，握手推诚”。武士彟十分高兴，暗中庆幸自己总算遇上了官府中身份地位高的知己，尽量同他拉近关系。李渊曾多次到西河镇压历山飞领导的农民起义，经常途经文水，有时住在武士彟家中，受到热情款待，两人交情日深。义宁元年(617)，李渊任太原留守，武士彟到太原留守府当了队正。不久，武士彟又升任留守府司铠参军。
此年，反隋农民(也有不少地主武装)起义遍于南北各地。头脑灵活，善于见机行事胸怀大志的武士彟意识到，面对这种形势，炀帝已无能为力，隋朝的垮台就在眼前。正好李渊又到他家留宿，武家设宴招待，武士彟频频斟酒，李渊开怀畅饮，说说笑笑，直至半夜。酒宴结束，家人散去，两人语多话长，国家大事，逸闻趣事，梦幻神游，无所不谈。武士彟不便直说让李渊起兵早饭，于是编了个故事说：“我昨夜偶得一怪梦，梦见我随公乘马登天，伸出双手蒙住日月。我暗暗卜得此梦是个特大的祥瑞，如能化梦为现实，公当有天子福份了。”
李渊虽然身藏不露，但了解他的心思、秉性与为人，也就毫不掩饰，有话直说，哈哈大笑道：“你何时学来阿谀奉承这一套?我可从来没有这样想过。多亏是咱们两人闲扯，这话要是传出去，可就大祸临头了”。
武士彟一本正经地说：“如今百姓怨声载道，豪杰并起，朝廷无道，猜忌甚多。公虽属皇亲，也难免受到诽议。近来，传着一首小儿歌：‘桃李子，有天下。’一个李金才已经在先头无辜治罪了。公也姓李，是犯着谣谶的姓氏，能不加防范吗?何况公身处要塞，手握重兵。进，可得天下;退，将见灭族。愿公三思。”他又说：“为了祝你成功，在下不才，边读书，边思索，随手写了几卷书文，不知你是否乐意目睹?”
李渊说：“你的才学我已有所闻，何谓乐意不乐意?”
武士彟经过一番试探，原来这位皇亲贵胄也对隋朝大失所望，当即向他呈上自己的兵书和刻好的谶语符瑞，李渊大喜。他大略翻了翻那厚厚的一沓兵书，又用目光打量了一下武士彟，暗自思忖：此人平时给他的印象机警灵活，办事干练，没想到竟然还深谙兵法，研究局势，对国家大事如此关心，他的见解正合自己的心意，由此成为心腹之交。李渊说：“能有你这样的朋友，是我一生的大幸。尚能将来，深识雅意，当同富贵耳。”
与此同时，精明干练的李世民也一面积极聚结力量，一面劝说父亲起兵反隋。还有晋阳令刘文静、晋阳宫监裴寂以及唐宪、唐俭、刘世龙等诸位官员，也都建议和支持他，留守府已自然而然形成一股以隋朝官吏为骨干的反隋势力。不过李渊处事沉着，表面依旧例行朝廷公务，暗中开始作起兵准备。尽管他叮咛大家要坚决保守秘密，小心谨慎，不要漏了风声。但李世民、长孙顺德、刘弘基等用留守李渊的名义，在太原府招兵买马，“旬日间，众且一万。”引起副留守王威与高君雅的怀疑和不满，此两人是隋炀帝派来监视李渊的，但由于武士彟出手大方，和他们也是朋友，他们不了解武士彟和李渊的关系，于是对武士彟说：“刘弘基等人都是征高丽的逃兵，罪行严重，我想把他们抓起来审问。”
武士彟镇静地说：“那怎么行呢?留守府长官李公是当朝皇亲，一贯忠于朝廷，刘弘基等都是李留守的贵客，他们招兵买马，和李世民招兵一样，都出于长官李留守的命令。你贸然抓他审问，不是等于同李留守过不去，或者说是同他作对，恐怕不大妥当。这事闹大了，引起一场内乱，皇上听你们的还是听李留守的?不如将计就计，省得惹麻烦。”
王威和高君雅听了后，不敢轻举妄动。他们的同伙、留守府司兵参军田德平说：“那也得让王威把招兵的事实查清楚。”武士彟说：“现在兵权都掌握在李留守手中，王威有多大本领?你不要多管闲事，否则后患无穷，最后还是自个儿倒霉。何苦呢!”田德平也就不再提此事了。
武士彟就这样巧妙地为李渊化解了一场危机，使得李渊能够从容地部署兵力，招兵买马，准备起事。
同年五月，李渊和刘文静等设计杀掉王威和高君雅，组织了大将军府。秋天，以安定隋室的名义，祭旗誓众，在太原起兵，率三万人南下，向关中挺进，武士彟随军出发，任中郎将兼司铠参军，就是后勤部长。进军途中，武士彟频频立功，李渊赏赐不断。破吕州，授右光禄、正护大夫;克霍邑，拜寿阳县开国公;入长安，拜光禄大夫，赐宅一区，钱三百万，绸五千段。及李渊居隋大丞相之位，便任命他为礼部侍郎、黄门侍郎，改封太原郡开国公，增食邑至一千户，赐良马二百匹，粟二千石。这样，武士彟就挤进了隋唐的上流社会。
义宁二年(618)五月，李渊自立为帝，建立唐朝。宴庆之余，论功行赏，武士彟位列二等功臣，恕一死。武德元年(618)，拜上柱国金紫光禄大夫、散骑常侍兼检校并钺将军，赐田三百顷，奴婢三百人，彩物二万段，黄金五百斤，别食实封五百户。
武德三年(620)，加授工部尚书。武士彟修令典、振纲纪，十分称职。高祖非常满意，进封应国公，加实封八百户。封大司农卿武士棱为宣城县公，行台左丞武士逸为六安县公，并各赐食邑一千户。此后，武士彟又担任了检校右厢宿卫(皇宫宿卫将军)、判六尚书事等重要职务。
正当他青云直上，官运亨通，身显荣贵之时，不幸的事情发生了。就是，他的夫人相里氏不幸染病去世。家中的孩子还都小，自己忙于公务，不能照顾他们，所以心情沉重。
一天散朝后，武士彟与几位近臣陪同高祖到御花园散步，坐在小湖旁的亭廊叙旧情，高祖特意坐在武士彟身旁。大臣们不像在朝宫那样拘谨，说话语言也很随便，个个喜笑颜开，惟独武士彟情绪低落，少言寡语。高祖说：“朕在并州之时常往卿家，承蒙厚待。太原起兵，卿又鼎力相助;率军南下，卿一路护驾，功劳昭著。今朕让你一门三公，并赐卿免死一次，以报答昔日的布衣交情，也算兑现了朕当年对卿的承诺。从此，你们武家门第显贵，声望渐隆。日后，除竭力国事，卿也该俱家团圆，享受清福了。”意思是到了这个地步，你还有什么不满足的。
武士彟连忙解释了一番缘由。武士彟和相里氏结婚之后，两人感情很好。武士彟常年累月在外忙于公务，很少陪伴妻子，家庭的重担全部落在相里氏的肩上。妻子既要料理家务，赡养年老多病的父亲，又要抚养儿子。每次回家探望，看见妻子劳累的样子和多病的身体，更多了对她的同情和怜悯，也为自己不能为妻子承担家务而有些惭愧。离家时他对妻子说：“你为这个家吃了不少苦，还整日为我担惊受怕，这一切都是为了将来。等事业成功了，我一定要把你和孩子接到官府，一家人团团圆圆，你也就成了贵夫人。”相里氏盼望着丈夫能早日回来，他的话能早日实现。
李渊起兵决议已定，留守府内斗争激烈，武士彟成了李渊和反对派王威等人的中间人物，整日忙得不可开交，一晃之间，几年未能回家。相里氏精神越来越差，身体消瘦，咳嗽虚汗不止，服药很难见效。正当武士彟把一切安排停当，准备回家去接妻子和儿子来京城时，哪知相里氏已离开了人世。乡亲们都说，相里氏临终前，还一直惦念着他，希望能和夫君再见一面。想到妻子是带着满腹怀念之情去了黄泉，又想到身边没娘的儿子，怎能不肝肠寸断呢?再说，如今天下太平，百姓安居，朝廷官员个个有家有室，就连他的两个兄长也人全家全，自己反而落得孤身一人。现在有了这么多的官职加身，他已心满意足，也没有再攀升的欲望，因而“殊恩虽被，固辞不受。前后三让，方遂所陈。”已过“不惑”之年的武士彟，盼望有一个温暖的家。相里氏有四个儿子，在武士彟当并州将军时，两个病死，给了她沉重地打击。心力的交瘁，使相里氏病情日渐加重，一年后去世。说到此处，武士彟不由得滴下泪来。
几位大臣也说：武将军虽遭此沉重打击和不幸，仍一如既往，尽忠圣上。闻听两儿病夭，无暇探家;夫人病笃，亦未亲临病床照顾。众位劝他回去，他只说大局初定，国事为大，把悲痛隐藏在内心，真乃大唐难得之人才。
高祖听罢，深受感动，连说非常歉疚。卿之家事，便是自己的家事。只是自己忙于治理朝政，无暇过问，知道得太晚了。当即下敕说：“爱卿忠节有余。去年儿夭，今日妇亡，相去非遥，未尝言及。人到中年，亡儿丧妻，世态悲凉，莫过于此。然卿悲不欲痛，精诚为国，举无与比。卿之家事，朕当尽力关照。来日方长，望多保重。如有合适可择之女，朕与众臣当促其合卺鸾配”。
