唐朝荆州都督武士彟之孙，女皇武则天异母兄武元庆之子，即为武则天的侄子。官右卫将军累进至兵部、礼部尚书，并监修国史。天授元年（690年），武则天称帝，大封武氏宗族为王。武三思为梁王，赐实封一千户。神龙三年（707年），谋废太子李重俊，死于重俊之变。。