武三思是武后的娘家侄子。
武三思的父亲是武则天的异母兄长,与武承嗣的父亲是同母兄弟。因兄弟二人对武则天的生母杨氏无礼,被武则天贬职流放。武则天称帝后,武三思和武承嗣并未因他们的父亲而受到牵连,成为武则天的左右手,很受倚重。