垂拱元年（685年）秋八月戊寅（公历9月8日），李隆基生于东都洛阳。出生时其父李旦为帝，母窦氏为德妃。此时正是唐朝宫闱多事之秋。

在他降临世间的前一年，他的祖母武则天与宰臣裴炎把他的伯父唐中宗废为庐陵王，其父豫王李旦被立为皇帝，是为睿宗。睿宗名为大唐国主，年富力强，却只能居于别殿，不许听政。而武则天年逾花甲，仍临朝称制，军国政事由她专断。武则天在镇压徐敬业的扬州叛乱之后，兴告密之风，冤狱迭起，唐宗室及朝臣中的反对派不少人受到迫害。史称“自垂拱以来，任用酷吏先诛唐宗室贵戚数百人，次及大臣数百家，其刺史、郎将以下，不可胜数”。

垂拱三年（687年）闰七月丁卯，以皇子身份被封为楚王（此处应为《旧唐书》记载有误，事实上该年没有闰七月。）

《旧唐书》： 三年闰七月丁卯，封楚王。天授三年十月戊戌，出阁，开府置官属，年始七岁。朔望车骑至朝堂，金吾将军武懿宗忌上严整，诃排仪仗，因欲折之。上叱之曰：“吾家朝堂，干汝何事？敢迫吾骑从！”则天闻而特加宠异之。

《新唐书·本纪第四·则天皇后 中宗》：三年闰正月丁卯，封皇帝子隆基为楚王，隆范卫王，隆业赵王。

永昌年间（689年），武则天命令李隆基过继予李弘为子，继其香火。

载初二年（690年），李隆基五岁时，父亲李旦被祖母武则天废除帝位，迁居东宫。

天授二年（691年）初，年仅七岁的楚王李隆基开始出阁，建置官属。这年八月，因为尚方监裴匪躬、内常侍范云仙私自谒见皇嗣李旦，武则天知道后，杀死二人，并严令禁止李旦接见公卿大臣，李隆基兄弟与二伯父李贤的三个儿子再次入阁，“皆幽闭宫中，不出门庭者十余年”。

武则天称帝后的长寿二年（693年）腊月丁卯，李隆基以皇孙身份被降封为临淄王。这一年，其母亲窦妃被户婢团儿诬谄为“厌蛊咒诅”，在正月初二朝后，与刘妃一起被秘密地杀死于宫中，不知埋在何处。同年八月，其父李旦也被诬告有“异谋”，武则天命酷吏来俊臣审理，幸亏太常工人安金藏大义剖腹，“以证明皇嗣不反”，才躲过了这场灾难。根据史料可知，李旦的另一位妾室豆卢氏和李隆基的姨妈窦氏抚养、照料过年幼丧母的李隆基。

景龙二年四月（708年），兼潞州别驾。李隆基在宫中被幽闭了七年之久。

圣历二年（699年）他十四岁时，才与诸兄弟再次出阁。这时武则天年事已高，经大臣狄仁杰等人的规谏，放弃立武承嗣为太子之念，李显被接回洛阳，仍被立为太子，皇嗣被封为相王。长安年间（701—704年），李隆基先在亲卫府任右卫郎将，后任尚辇奉御，负责掌管皇帝的内外闲厩马匹。在此期间，以张柬之为首的朝臣发动神龙政变，杀死了武则天男宠张易之兄弟，迫使她让位于中宗。弱冠之年的李隆基目睹了这场政变。