唐高宗仪凤年间，狄仁杰升任大理丞，他刚正廉明，执法不阿，兢兢业业，一年中判决了大量的积压案件，涉及到一点七万人，无冤诉者，一时名声大振，成为朝野推崇备至的断案如神、摘奸除恶的大法官。狄仁杰还敢于犯颜直谏。仪凤元年，武卫大将军权善才误砍昭陵柏树，唐高宗大怒，命令将其杀死。狄仁杰上奏罪不当死，唐高宗疾言厉色的说：“善才斫陵上树，是使我不孝，必须杀之！”狄仁杰神色不变，据法说理：“犯言直谏，自古以为难。臣以为遇桀、纣则难，通尧、舜则易。今法不至死而陛下特杀之，是法不信于人也，人何措其手足！”终于迫使高宗改变了主意，赦免了权善才的死罪。

不久，狄仁杰被任命为待御史，负责审讯案件，纠劾百官。任职期间，狄仁杰格守职责，对一些巧媚逢迎、恃宠怙权的权要進行了弹劾。左司郎中王本立恃恩用事，朝廷畏之。狄仁杰毫不留情的揭露其为非作歹的罪行，请求交付法司审理。唐高宗想宽容包庇王本立，狄仁杰以身护法，王本立最终被定罪，朝廷肃然。后来，狄仁杰官迁度支郎中，唐高宗准备巡幸汾阳宫，以狄仁杰为知顿使，先行布置中途食宿之所。并州长史李冲玄征发数万人别开御道，狄仁杰坚决反对，免除了并州数万人的劳役。唐高宗闻之赞叹说：“真大丈夫矣！”

武则天垂拱四年，博州刺史李冲起兵反对武则天，豫州刺史越王李贞起兵响应，武则天平定了这次宗室叛乱后，派狄仁杰出任豫州刺史。当时，受越王株连的有六、七百人在监，籍没者多达五千人。狄仁杰深知大多数黎民百姓都是被迫在越王军中服役的，因此，上疏武则天建议特赦这批死囚，改杀为流，安抚了百姓，稳定了豫州的局势。

狄仁杰的才干与名望，逐渐得到武则天的赞赏和信任。天授二年，狄仁杰开始了他短暂的第一次宰相生涯。身居要职，狄仁杰谨慎自持，从严律己。一日，武则天对他说：“卿在汝南，甚有善政，卿欲知谮卿者乎？”狄仁杰谢曰：“陛下以臣为过，臣当改之；陛下明臣无过，臣之幸也。臣不知谮者，并为善友。臣请不知。”武则天对他坦荡豁达的胸怀深为叹服。

狄仁杰官居宰相，参与朝政之时，武承嗣显赫一时，他勾结酷吏来俊臣诬告狄仁杰等大臣谋反，将他们逮捕下狱。后来武则天弄清楚狄仁杰的冤情，下令释放此案七人，俱贬为地方官。狄仁杰被贬为彭泽令。在彭泽令任内，狄仁杰勤政惠民。赴任当年，彭泽干旱无雨，百姓无粮可食，狄仁杰上奏疏要求朝廷发散赈济，免除租赋，救民于饥馑之中。万岁通天元年十月，契丹攻陷冀州，河北震动。为了稳定局势，武则天起用狄仁杰为与冀州相邻的魏州刺史。狄仁杰到职后，让百姓返田耕作。契丹部闻之引众北归，使魏州避免了一次灾难。当地百姓歌诵之，相与立碑以记恩惠。不久，狄仁杰升任幽州都督。

武则天为了表彰他的功绩，将他招回朝中，恢复了宰相职务。此时，狄仁杰已年老体衰，力不从心。但他深感责任重大，仍然尽心竭力，在国家的社会政治生活中发挥了巨大的作用。

圣历元年，狄仁杰以政治家的深谋远虑，劝说武则天顺应民心，还政于庐陵王李显。武则天听从了狄仁杰的意见，亲自迎接李显回宫，立为皇嗣，唐祚得以维系。狄仁杰因此被历代政治家、史学家称为有再造唐室之功的忠臣义士。

作为一名精忠谋国的宰相，狄仁杰很有知人之明，也常以举贤为意。一次，武则天让他举荐一名将相之才，狄仁杰向她推举了荆州长史张柬之。后来张柬之被武则天升为宰相，为匡复唐室作出了巨大的贡献。狄仁杰还先后举荐了桓彦范、敬晖、窦怀贞、姚崇等数十位忠贞廉洁、精明干练的官员，他们被武则天委以重任之后，政风为之一变，朝中出现了一种刚正之气。后来，这些人都成为唐代中兴名臣。由于狄仁杰有知人之明，有人对狄仁杰说：“天下桃李，悉在公门矣”。狄仁杰回答： “举贤为国，非为私也”。

在狄仁杰为相的几年中，武则天对他的信重是群臣莫及的，她常称狄仁杰为“国老”。狄仁杰喜欢面引廷争，武则天“每屈意从之”。久视元年，狄仁杰病故，朝野凄恸，武则天哭泣着说“朝堂空也”。赠文昌右丞，谥曰文惠。

狄仁杰作为一个杰出的政治家，每任一职都心系民生、刚正廉明，政绩卓著。在他身居宰相之位后，辅国安邦，对武则天弊政多有匡正。狄仁杰在上承贞观之治、下启开元之治的武则天时代，作出了卓越的贡献。