Ngày 10 tháng 12 năm 1041 Mikhael IV băng hà.[15] Zoë nghe theo kiến nghị của Ioannes Orphanotrophos đã nhận nuôi cháu của Mikhael và đưa lên ngôi hoàng đế hiệu là Mikhael V.[16] Dù hứa là sẽ tôn trọng Zoë, ông kịp thời tống bà đến một tu viện trên đảo Principus (thuộc quần đảo Hoàng Tử) với tội danh mưu sát vua.[17] Cách đối xử của người thừa kế hợp pháp nhà Makedonia đã gây ra một cuộc bạo động của dân chúng ở kinh thành Constantinopolis, và vào ngày 19 tháng 4 năm 1042, nhân dân kinh đô đã truất ngôi Mikhael V qua sự kích động của Zoë và Theodora. Vị phế đế tuyệt vọng giữ lại ngai vàng của mình, lúc đầu ông vội sai người đưa Zoë từ đảo Hoàng Tử ra diện kiến thần dân,[18] nhưng lời yêu cầu để ông tiếp tục cai trị cùng bà đã bị từ chối.[19] Những thành viên chủ chốt trong triều nghị bàn về việc Zoë quá nhẹ dạ nên cần có một người đồng cai trị và họ quyết định chọn Theodora. Một phái đoàn do patrikios Konstantinos Cabasilas dẫn đầu[20] đã tới tu viện ở Petrion để thuyết phục Theodora trở thành đồng nữ hoàng cùng với chị gái của mình.[19] Theodora từ chối lời cầu xin của họ và chạy đến ẩn náu tại nhà nguyện của tu viện. Konstantinos và đoàn tùy tùng của ông vội đuổi theo Theodora, kéo bà ra ngoài và khoác bộ hoàng bào thay cho y phục tu hành. Tại một cuộc họp ở Nhà thờ Hagia Sophia, quần thần hộ tống Theodora đang nổi cơn thịnh nộ rời khỏi Petrion và đưa lên ngôi Nữ hoàng cùng với Zoë.[21] Sau buổi lễ đăng quang của Theodora, đám đông xông vào cung điện cung điện, buộc Mikhael V phải thay đổi y phục trốn sang một tu viện lánh nạn.[22]

Zoë lập tức lên nắm quyền và ép Theodora quay trở lại tu viện, nhưng cả Viện Nguyên lão và dân chúng đều lên tiếng đòi hai người tham chính.[23] Hành động đầu tiên của Theodora trong cương vị mới là kêu gọi chị mình không nên thỏa thuận với Mikhael V. Zoë quá yếu đuối và dễ bị thao túng muốn tha thứ và trả tự do cho Mikhael trái lại Theodora thì cương nghị và cứng rắn. Lúc đầu bà đảm bảo tính mạng của Mikhael sẽ được an toàn trước khi ra lệnh chọc mù mắt và đẩy ông vào tu viện làm tu sĩ suốt phần đời còn lại.[24] Khi đã giải quyết xong chuyện Mikhael V, Theodora từ chối rời khỏi Nhà thờ Hagia Sophia cho đến khi nhận được tin từ Zoë, 24 giờ sau Theodora làm lễ đăng quang.[25] Trên danh nghĩa, Theodora chỉ là Nữ hoàng có thứ bậc thấp hơn chị mình nên ngôi vị của bà còn phải phụ thuộc vào Zoë mỗi lần thiết triều. Cả hai chị em về sau đều nắm quyền bính của đế quốc, tập trung kiềm chế việc buôn bán chức tước và thực thi công lý.[26] Dù Mikhael Psellos coi thời kỳ chấp chính của hai nữ hoàng là một thất bại hoàn toàn, sử gia Ioannes Skylitzes trái lại cho rằng họ rất tận tâm trong việc chấn chỉnh sự lạm quyền từ các đời vua trước.[27]

Mặc dù Theodora và Zoë xuất hiện cùng nhau tại các cuộc họp của Viện Nguyên lão hay khi tiếp kiến quần thần, điều này chứng tỏ rằng triều đại đồng trị vì của họ không kéo dài được bao lâu.[28] Zoë vẫn còn ghen ghét đố kị với Theodora và chẳng màng gì đến chính sự, nhưng bà không cho phép Theodora độc chiếm quyền hành. Triều đình sớm phân chia bè phái với những thế lực ngầm hình thành sau lưng mỗi người.[28] Sau hai tháng mâu thuẫn dâng lên, Zoë quyết định tìm kiếm một người chồng mới—là lần thứ ba và cũng là lần cuối cùng bà được phép dựa theo các quy định của Giáo hội Chính Thống giáo[5]—như vậy không cho Theodora có cơ hội gia tăng ảnh hưởng, bắt nguồn từ tài năng trị quốc bẩm sinh của mình.[29] Trải qua nhiều mối tình, sau cùng Zoë mới kết hôn với Konstantinos Monomachos.[30] Cặp đôi kết hôn vào ngày 11 tháng 6 năm 1042, mà không có sự tham dự của Thượng phụ Alexios I thành Constantinopolis. Ngày hôm sau Konstantinos chính thức lên ngôi hoàng đế cùng với Zoë và Theodora phụ chính. Dù bề ngoài Theodora và Zoë vẫn được công nhận với tư cách là những nữ hoàng đế và Theodora tiếp tục xuất đầu lộ diện tại các buổi lễ chính thức, mọi quyền hành đều được giao phó cho người em rể. Tuy vậy, bà vẫn còn có thể gây một số ảnh hưởng lên triều đình, như được minh chứng qua lệnh bắt giữ và chọc mù mắt Ioannes Orphanotrophos, viên quyền thần từng phụng sự các triều vua Romanos III, Mikhael IV và Mikhael V, và có một thời sống lưu vong sau khi phế truất Mikhael V.

Trái với những gì Zoë mong đợi từ khi Konstantinos quyết định mang theo ý chung nhân Maria Skleraina.[31] Không hài lòng về việc nhập cung, ông khăng khăng đòi được phép công khai mối tình của mình và trao cho Skleraina một chút danh phận chính thức.[32] Điều đáng ngạc nhiên ở chỗ Zoë lúc này đã 64 tuổi không phản đối chung chăn gối và vị thế với Skleraina. Hai nữ hoàng đã ban cho Skleraina tước hiệu sebaste và địa vị chỉ đứng sau Zoë và Theodora, được gọi là despoina, tình nhân hay nữ hoàng, giống như họ và chỉ xếp thứ yếu trong những buổi rước kiệu và nghi lễ chính thức.[5] Thế nhưng, ân sủng nồng hậu dành cho tình nhân của Konstantinos IX đã gây nên tiếng xấu trong mắt dư luận, và cuối cùng bắt đầu lan truyền những tin đồn rằng Skleraina đang định mưu sát Zoë và Theodora.[33] Điều này đã khiến cư dân thành Constantinopolis phẫn nộ và dấy loạn vào năm 1044, gây nguy hại thực sự đến tính mạng của Konstantinos đang tham dự một đám rước tôn giáo dọc theo đường phố Constantinopolis.[34] Đám đông chỉ dịu lại chỉ khi Zoë và Theodora xuất hiện trên ban công cung điện, trấn an thần dân rằng họ chưa gặp bất kỳ nguy cơ ám sát nào cả.[34]