Không rõ năm sinh chính xác của Lý Trọng Mậu, ông được cho là sinh vào năm 695[2] hoặc 698[3], đều trong thời gian khi cha của ông là Đường Trung Tông Lý Hiển đã bị buộc phải thoái vị năm 684, bị đi đày với tước hiệu Lư Lăng vương. Sau đó, Trung Tông Lý Hiển được Võ Tắc Thiên cho về kinh đô Lạc Dương để tái lập làm Thái tử. Mẹ ông là một phi tần của Lý Hiển, nhưng không rõ tên tuổi và nguồn gốc do sử sách không ghi lại.

Năm 700, Võ Tắc Thiên phong Lý Trọng Mậu làm Bắc Hải quận vương (北海郡王). Năm 705, Võ Tắc Thiên buộc phải thoái vị sau một vụ đảo chính cung đình và Lý Hiển được đưa lên làm Hoàng đế. Ông phong cho Lý Trọng Mậu làm Ôn vương (温王).

Lý Trọng Mậu cũng được giao cho nhiệm vụ chỉ huy cấm quân cũng như làm Thứ sử Tinh Châu (并州, ngày nay là Thái Nguyên, Sơn Tây), nhưng thực tế không tới Tinh Châu mà vẫn ở trong cung. Trong thời gian đó, ông cưới Lục thị làm vợ với tước phong là Ôn vương phi.