Năm 689, Lý Long Cơ được Võ Thái hậu mệnh làm con thừa tự của bác ruột là Lý Hoằng, thái tử dưới thời Đường Cao Tông, song yểu mệnh mất sớm đi (có lời đồn là do Võ thái hậu hạ độc mà chết). Sang năm 690, Thái hậu ép Duệ Tông nhường ngôi cho mình, làm gián đoạn nhà Đường, lập ra nhà Võ Chu. Bà ta cũng buộc Duệ Tông cùng các hoàng tử đổi sang họ của mình là Võ[9]. Tháng 11 năm 692, ông và các anh em được phép ra khỏi cung, mở phủ đệ ở ngoài cung và bố trí người phục vụ, năm đó ông vừa mới 7 tuổi[16]. Cùng năm đó, nhân dịp triều đình tổ chức nghi thức cúng tế, Long Cơ cũng được tới dự. Có viên quan Võ thị là Kim Ngô tướng quân Võ Ý Tông (武懿宗) thấy Long Cơ là tông thất Lý thị đã hết thời mà có tác phong nghiêm chỉnh, thì đem lòng ganh ghét, muốn sỉ nhục ông. Ông nói: "Triều đình của nhà ta, việc gì tới nhà ngươi". Khi biết được chuyện này, Võ Tắc Thiên đã bắt đầu chú ý tới ông, tỏ ra yêu quý đứa cháu nội này hơn.

Năm 693, mẹ cả và mẹ ruột của Long Cơ, tức Lưu Vương phi và Đậu Đức phi, bị một người đàn bà thân cận của Võ Tắc Thiên là Vi Đoàn Nhi vu khống là lập bùa phép để hãm hại Võ thái hậu. Thái hậu bèn triệu họ vào trong cung giết hại - thậm chí di thể của họ về sau cũng không được tìm thấy[18]. Khi đó Long Cơ chỉ mới 8 tuổi, ông được một thị thiếp khác của Duệ Tông là Đậu Lư thị cùng 2 người dì nuôi dưỡng. Vì việc này, Võ Tắc Thiên giáng phong vị Sở vương của ông thành Lâm Tri vương (臨淄王), chuyển vào trong cung quản thúc cùng với các anh họ là Lạc An vương Lý Quang Thuận, Ung vương Lý Thủ Lễ và Vĩnh An vương Lý Thủ Nghĩa, ba người con của cố thái tử Lý Hiền (thái tử dưới thời Đường Cao Tông, con người chị của Võ Tắc Thiên tức Hàn quốc phu nhân Võ Thuận, sau bị Tắc Thiên giết). Tất cả họ đều bị cắt đứt mọi liên lạc với bên ngoài[19]. Cho đến năm 699, khi Duệ Tông không còn được giữ ngôi Thái tử, trở lại làm Tương vương, thì Long Cơ mới được phép ra khỏi cung, và được lập phủ đệ ở phường Tích Thiện, thành Lạc Dương[20]. Mấy năm sau, ông được cùng Võ Tắc Thiên đến Trường An, sau đó được ban phủ đệ ở Khánh phường (nơi ở của hoàng thân nhà Đường ở Trường An).