武三思与武承嗣是堂兄弟的关系。
女皇武则天的父亲是武士彟,武三思和武承嗣都是武士彟的孙子。
武三思的父亲武元庆,是武则天的大哥,武承嗣的父亲武元爽也是武则天的哥哥,所以两人是堂兄弟。
武则天称帝后对这两侄子照顾备至,封王拜象。