贞观二十三年（649年），唐太宗李世民病重，命太子李治到金掖门代理国事，贞观二十三年五月己巳日（649年7月10日），千古一帝唐太宗李世民在终南山上的翠微宫含风殿驾崩。贞观二年六月庚寅日（628年7月21日），李治出生于长安东宫的丽正殿，贞观五年，被封为晋王，贞观七年，不到任所而接受并州都督的职务，李治，是唐太宗李世民第九个儿子，是唐朝的第三位皇帝，他的生母是文德顺圣皇后长孙氏。
李治自幼聪慧，端庄安详、宽厚仁慈，和兄弟们相处的也还算和睦，李治在学习《孝经》时，唐太宗李世民曾问他说：“你认为这部《孝经》中什么最重要？”李治回答说：“孝道最为重要，幼年侍奉双亲，长大后侍奉君王，最后达到修身养性的目的，君子侍奉皇帝，到了庙堂之上想着为国尽忠，退居在家的时候想着劝谏君主的过失，纠正他做的不对的地方。”尚且年幼的李治的这一番堪称教科书式的回答赢得了父亲的喜爱，唐太宗李世民听后大喜，满意的说道：“你如果真的能够这么做，就肯定能侍奉好父兄，做好臣子了。”贞观十年（636年）六月，文德皇后长孙氏去世，此时晋王李治才九岁，看到母亲去世，李治异常悲痛，他悲哀思念的样子也感动了他身边的人，唐太宗李世民多次对年幼的李治加以安慰，从此李治特别受李世民的宠爱，不久后被任命为右武候大将军。
唐太宗李世民晚年由于宠爱第四个儿子魏王李泰，导致太子李承乾和魏王李泰之间展开了争夺太子储位的内斗。贞观十七年（643年），由于太子李承乾与汉王李元昌、城阳公主的驸马杜荷、侯君集等人勾结，打算先下手为强起兵逼宫，结果事情败露，太子李承乾因此被废掉。李世民又打算立李泰为太子，但李泰对李世民说要“杀子传弟”，表示自己将来做了皇帝后，要杀掉自己的儿子，然后将皇位传给胞弟晋王李治，李泰又派汉王李元昌恫吓与李元昌交好的李治，年幼李治因为害怕而将此事告诉了父亲李世民，被废的前太子李承乾也坦承自己谋反是因为李泰对太子位有所图谋，于是李世民下定决心，带着李治驾临两仪殿，在长孙无忌、房玄龄、李勣等重臣面前因为诸子诸弟争位的事，一度想要拔剑自杀，长孙无忌等人出面阻拦，表示晋王李治可以被立为储君。在经过一番权衡后，同年四月七日，唐太宗亲自驾临承天门，下诏立李治为皇太子，唐太宗李世民每次上朝，都会命令李治站在旁边，让他观看自己决断各种政务，有时候让他参加议事，并多次称赞了他的才能。
贞观十八年（644年），唐太宗李世民讨伐高句丽，命令李治留守定州，等到唐太宗确定了发兵日期之后，李治神色悲哀，整天啼哭，请求驿站飞马传递自己生活工作起居的表章和边境情况的报告，唐太宗李世民都同意了，等到唐太宗李世民大军凯旋归来时，李治跟从唐太宗李世民一起到了并州，当时唐太宗李世民因为常年在外征战，身上长了个大毒疮，疼痛难忍，太子李治见状后，亲自用嘴为父亲吸掉了毒脓，扶着车辇步行跟随侍奉了李世民好多天，经过了这些事，李治逐渐取得了父亲李世民的好感和信任。
李治早在自己还是太子的时候，就与大他四岁的太宗才人武氏私通，李世民驾崩后，武氏依照惯例，到感业寺出家，削发为尼。永徽元年（650年）五月，唐高宗李治在唐太宗周年忌日到感业寺进香之时，又和武氏相遇，两人再次相认，互诉离别后的思念之情，永徽二年（651年）五月，唐高宗李治的孝服已满，武氏被再度召入宫。
同年，百济侵犯新罗边境，兼并了新罗的大片领土，新罗派使者金法敏前来，恳请唐高宗李治从中调和，让百济归还侵占新罗的土地，唐高宗李治诏令百济国王说：“朕是万国之主，怎么能够不体恤新罗国王，于是经过一番调停，百济国王便将所侵占的城池和领地还给了新罗国。
显庆元年（656年），唐高宗李治下令重建被毁的洛阳乾元殿和应天门，并于次年二月移驾洛阳，颁布《建东都诏》，称洛阳交通便利、气候适宜，可以被建为都城，于是改洛阳为大唐的东都，自此唐朝正式实行西京长安和东京洛阳的两京制，显庆三年（658年），唐太宗时期的重臣褚遂良去世，显庆四年（659年）七月，长孙无忌在黔州（今重庆彭水）被逼自杀，长孙无忌这棵大树一倒，关陇集团的许多元老派人物都受到了牵连，从此之后，唐高宗李治在政治上不再受人制约，把权利收回到了自己手中，朝中一切政事都开始由他自己做主。
上元元年（674年），朝廷下诏尊皇帝李治为天皇，皇后武则天为天后，武则天向唐高宗李治提出了一系列为普通百姓和中下级官员谋利的政策，史称“建言十二事”，唐高宗李治下诏实行，此后，唐高宗李治的身体健康状况一天不如一天，武则天因为懂文史，才能出众，朝中的政权开始从唐高宗李治逐渐向武则天手中转移。
上元三年（676年），唐高宗李治因为得了严重的风湿疾病打算逊位，让天后武则天摄政，宰相郝处俊进言说道：“陛下您为什么要把皇位传给天后呢？”他还同时指出：“当今天下是高祖皇帝、太宗皇帝打下来的天下，他们把皇位传给您目的是让您守好大唐江山、善待黎民百姓，所以当今的天下并不是陛下您自己的天下呀！”听完他的一席话，唐高宗李治自觉理亏，只好作罢，武则天在得知了这一消息后，召集了一些文人撰写《列女传》、《臣轨》、《百僚新戒》、《乐书》等书籍，暗中命令大臣们参决送上来的疏奏，目的是分掉宰相手中的权力。永淳二年（683年），唐高宗李治驾到奉天宫，当时武后从泰山封禅以后，劝李治封山中岳，后来因为李治因患病而终止，不久，唐高宗李治下诏，命太子李显代理国政，裴炎、刘齐贤、郭正一等人在东宫任同平章事，李治从奉天宫回道东都洛阳，病得很厉害，宰相以下大臣门都没有了当面拜见他的机会。