就在武则天焦虑不安的时候，问题忽然解决了。解决的方法很不寻常，上元二年（675年），太子李弘和高宗夫妇一起巡幸洛阳，四月死于洛阳行宫。而且在他死之前，唐高宗刚刚向他口头承诺过，要禅位给他。李弘的死显得相当蹊跷。母子之间正要开始斗法，母亲还没想好怎么办，这时候儿子突然死了，人们一下子就把目光集中在了武则天身上。那么，李弘究竟是怎么死的？他的死跟武则天有没有关系呢？
史书中有两种记载。第一种说，李弘是因病去世，属于自然死亡。第二种则认为，李弘是被武则天毒死的。
认为李弘是自然死亡的最早记录，是李弘死后唐高宗发布的制书《赐谥皇太子弘孝敬皇帝制》：
……皇太子弘，生知诞质，惟几毓性，直城趋驾。肃敬著于三朝，仁孝闻于四海。若使负荷宗庙，宁济邦家，必能永保昌图，克延景历。岂谓遽婴雾露，遂至弥留。顾惟辉掌之珍，特切钟心之念，庶其痊复，以禅鸿名，及腠理微和，将逊于位。而弘天资仁厚，孝心纯确。既承朕命，掩欷不言，因兹感结，旧疾增甚。亿兆攸系，方崇下武之基；五福无徵，俄速上宾之驾。
这是以唐高宗的名义发布的一道制书，这份制书赐皇太子李弘一个谥号，什么谥号呢？叫孝敬皇帝。在这篇制书里，唐高宗说，我这个儿子仁孝英果，孝顺父母，礼敬大臣，将来一定会是个好皇帝，可惜天不假年，得了重病。我告诉他，只要他的病稍微好一点，就禅位给他，让他当皇帝。谁知他太孝顺了，一听到这个消息，又伤心又感动，病情加重，不幸去世了。我很悲痛，现在我想实现自己的夙愿，让他当皇帝，所以赐予他一个谥号，叫孝敬皇帝。后来的《唐实录》《旧唐书》的记载大体也是如此。按照这样的记载，李弘应当是长期生病，医治无效，最后自然死亡。