作为中大兄皇子（后来的天智天皇）之女出生，名鸬野赞良皇女。母亲是苏我仓山田石川麻吕之女远智娘。这一年在乙巳之变中苏我入鹿被推翻，以父亲中大兄皇子为中心的大化改新开始，是充满巨变的一年。
外祖父石川麻吕被怀疑谋反而失去了生命，据传母亲远智娘也因过度悲伤不久便去世了。年幼的皇女通过失去身边的亲人，认识到了宫廷权力斗争的残酷。
她与父亲的弟弟、即叔父大海人皇子（后来的天武天皇）结婚。姐姐大田皇女也成为大海人皇子的妃子。当时皇族之间这样的近亲结婚并不罕见。皇女后来逐渐成为丈夫最信赖的商量对象。
朝廷为援助百济向九州进军时，她随丈夫前往九州，在筑紫的娜大津（福冈市）生下了草壁皇子。第二年，日本军队在白村江之战中被唐与新罗联军打得大败。草壁是她倾注一生心血寄望其前途的独子。
病倒的天智天皇想把皇位让给大海人皇子，大海人皇子感到危险而辞让，出家移居吉野。皇女随丈夫一起前往吉野。离开都城的这一决断，引出了第二年的一场大战。
天智天皇去世后，大海人皇子与天智天皇之子大友皇子争夺皇位（壬申之乱）。皇女随丈夫离开吉野前往东国，支持丈夫。大海人皇子取得胜利，第二年作为天武天皇即位，皇女成为皇后。
天武天皇推进以天皇为中心的国家建设，这一年下令编纂国家法典律令（飞鸟净御原令）和史书，并立草壁皇子为皇太子。皇后在天皇身边辅佐朝政，成为最了解天皇想法的人之一。
天武天皇去世后，皇后代替天皇处理政务。不久，天武天皇之子、深受人们爱戴的大津皇子因谋反嫌疑失去了生命。也有人认为这是为了保住草壁皇子的地位，但详情有多种说法。
等待即位的草壁皇子年纪轻轻就病逝了。皇后陷入深深的悲痛，但这一年她施行了天武天皇开始编纂的飞鸟净御原令，继续完善国家制度。她把希望寄托在草壁年幼的儿子轻皇子的成长上。
皇后亲自即位，成为持统天皇。她编制了调查全国人口的户籍（庚寅年籍），完善了分配田地的制度和税制。她重用高市皇子为太政大臣，继承并推进了天武天皇所追求的国家建设。
她把都城迁到了日本第一座正式的都城藤原京。这座大都城仿照中国都城，道路像棋盘格一样纵横交错，展现了以天皇为中心的国家形象。《万叶集》中留有持统天皇吟咏香具山的和歌：“春去夏来到，白妙衣裳晾，天之香具山。”
她把皇位让给孙子轻皇子，即文武天皇。持统天皇成为日本第一位太上天皇（上皇），在年轻的天皇身后继续支持朝政。她把寄托在儿子草壁皇子身上的梦想，通过孙子实现了。
藤原不比等等人完成了大宝律令。这是一部刑罚规定（律）和政治制度（令）齐备的正式法典，天武天皇和持统天皇推进的国家建设在这里成形。这是奠定日本这个国家基础的时代。
她于大宝二年十二月（按现在的历法为703年初）去世。她是第一位被火葬的天皇，与丈夫天武天皇合葬于天武陵。她的一生与丈夫一起推进以天皇为中心的国家建设，努力守护儿子和孙子的未来。
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