“安政大獄”導致幕府和朝廷之間關係緊張，為了修複“公家”和“武家”之間的關係，同意日本全國的輿論，幕府與皇室的聯姻——公武合體政策出台了。最早準備與幕府聯姻的並非和宮親子內親王，而是孝明天皇的皇女富貴宮。和宮早在6歲時就已與熾仁親王有婚約，並已經準備在1859年舉行婚禮。然而就在宮中上一“公武合體”的時候，富貴宮病死，於是幕府將締結聯姻的對象轉移到了和宮的身上。經過商談，最終幕府以“10年內恢複鎖國體製”的答複獲得了孝明天皇關於聯姻的首肯。
另一方麵，井伊直弼被殺後，譴責幕府賣國的尊王攘夷主張大行其道，甚至有人闖入幕府將軍的靈廟將將軍塑像頭顱砍掉。全國各地都有武士雲集京都表示向天皇效忠，西南非德川幕府嫡係的各“外樣大名”更發誓要效忠天皇，代表朝廷的公家和代表幕府的武家大有決一死戰的勢頭。
孝明天皇的目的是攘夷，並不希望倒幕造成混亂，讓西洋“夷狄”有機可乘。他遵從有遠見的朝廷樞密顧問岩倉具視的建議，在日本強大到能夠驅逐西洋“夷狄”之前，改革內政，努力將各個藩團結在天皇周圍。
和宮親子內親王是仁孝天皇的第8皇女，孝明天皇的異母妹，早在1851年6歲時就因孝明天皇的旨意與有棲川宮熾仁親王有了婚約。然而文久二年（1862年）2月，16歲的和宮在江戶城與將軍德川家茂舉行婚禮，史稱“和宮降嫁”。在古代，甚至在整個日本曆史上，皇女下嫁於武家的也隻有此例。和宮親子內親王與將軍的婚禮政治意味很濃厚，這也是生於皇家的悲哀之處。最初反對意見認為：和宮既然已經同熾仁親王有了婚約；作為先帝女兒的和宮的進退不能屈就於天皇的個人考慮；年幼的和宮個人也不樂意關東地方。當孝明天皇肯定了與幕府的聯姻後，和宮也曾一度到宮中強硬表示要退婚，然而朝廷方麵認為：如果和宮退婚就以前年剛出生的壽萬宮代替，但是孝明天皇要承擔責任退位，和宮也要出家到林丘寺為尼。皇族方麵的巨大壓力，迫使和宮作出“下嫁”的答複。和宮下嫁於德川家茂將軍後，兩人感情相當融洽。將軍家茂也未再續娶任何側室。
1866年，將軍德川家茂在大阪兵歿，21歲的和宮親子內親王同年12月出家，號靜寬院宮。德川幕府末年，應15代將軍德川慶喜之請，和宮和德川家定的夫人天璋院一同分別向朝廷和倒幕軍商談條件，在德川家家族存續和江戶城無血開城上貢獻良多。明治天皇遷都東京後，邀請和宮至皇居居住。和宮於1877年31歲時去世，與德川家茂合葬於增上寺。
“公武合體”並未改變朝廷與江戶幕府的關係，對幕末日本麵臨的外部壓力也少有改善作用。孝明天皇對幕府采取的媚外政策越來越反感，事情開始向推翻幕府統治的方向發展。然而幕末的複雜形勢使擁護天皇的西南各藩也開始對孝明天皇盲目“攘夷”的頑固方式懷疑起來，薩摩藩主島津久光甚至同朝彥親王一起串通蒙蔽孝明天皇。朝彥親王先以看見祖宗顯靈的方式警告孝明天皇不要挑起同幕府的流血衝突，繼而島津久光再裝模作樣地報告擊退英國艦隊而領地鹿兒島變成火海的警告。不敢違背神意的孝明天皇很快取消了武裝倒幕的計劃，而不知就裏的皇後中山慶子的兄弟在奪取了吉野的地方政權後很快就被幕府鎮壓。
在內亂與外患的雙重壓力下，孝明天皇不得不批準了11年前與西方列強訂立的各種不平等條約。通英法等國的矛盾暫告緩和後，幕府開始解決以木戶孝允為首的長州藩的武裝倒幕行動。然而就在幕府進行“長州征伐”時，將軍德川家茂病死，年僅21歲。孝明天皇認為攘夷的最大障礙已經去除，於是任命水戶藩的勤王派德川慶喜接任將軍，敕令其解決內亂並采取攘夷行動。
頑固的“攘夷”排外政策並非符合現實中日本的合適選擇。1866年，孝明天皇與新任幕府將軍召開的大名會議上，被召的24名大名中，到會的隻有5名，頑固地固守在“攘夷”政策上的天皇政權越來越得不到地方大名的支持了。翌年（1867年）1月，孝明天皇突患感冒，隨後出現天花症狀，30日，36歲的孝明天皇離開了人世。