征和二年，衛太子因受到江充的誣陷而自殺，而燕王旦、廣陵王胥又都很多過失。這時武帝已年老，他的寵妃鉤弋宮趙捷伃有個男孩，武帝心裏想讓他繼承皇位，命大臣輔助他。仔細觀察眾大臣，隻有霍光能負此重任，可以把國家大事托付給他。武帝就叫黃門畫工畫了一幅周公抱著成主接受諸侯朝見的圖畫賜給霍光。後元二年春天，武帝出遊五柞宮，得了重病，霍光流淚抽泣問道：“如果有了意外，該誰繼承皇位?”武帝說：“你不明白上次圖畫的意思嗎?立小兒子，你擔當周公的職務。”武帝讓霍光任大司馬大將軍，金日磾任車騎將軍，加上太仆上官桀任左將軍，搜粟都尉桑弘羊任禦史大夫，都拜伏在臥室內的床下，接受遺詔輔佐少主。第二天，武帝逝世，太子繼承天子的尊號，就是孝昭皇帝。昭帝年方八歲，國家大事全由霍光決斷。武帝遺詔封霍光為博陸侯。
霍光為人沉著冷靜、細致慎重，身高達七尺三寸，皮膚白皙，眉、眼分得很開，須髯很美。每次從下殿門進出，停頓、前進有固定的地方，郎仆射暗中做了標記一看，尺寸絲毫不差，他的資質本性端正就像這樣。開始輔佐幼主，政令都由他親自發出，天下人都想望他的風采。宮殿中曾出現過怪異的現象，一夜間大臣們互相驚擾，霍光召來符璽郎要璽，郎官不肯交給霍光。霍光想奪璽，郎官手按著劍把說：“臣子的頭可以得到，國璽你不能得到!”霍光很讚賞他的忠義。第二天，下詔提升這位郎官官階兩級。老百姓沒有不稱頌霍光的。
霍光跟左將軍上官桀是締結婚姻的親家，霍光的長女是上官桀兒子上官安的妻子，有個女兒年紀跟昭帝正相配，上官桀依靠昭帝的大姊鄂邑蓋主把上官安的女兒送進後宮成了捷伃，幾個月以後立為皇後。父親上官安當上了票騎將軍，封桑樂侯。霍光有時休息沐浴離開朝廷，上官桀往往進宮代替霍光決定政務。上官桀父子位尊權盛以後，頗感長公主的恩德。公主私生活不太檢點，寵幸河間郡的丁外人。上官桀、上官安想替丁外人求個封爵，希望按照國家以列侯匹配公主的慣例，霍光不同意。又為丁外人求光祿大夫之職，想讓他能得到皇帝召見，也不同意。長公主為此對霍光大為怨恨。而上官桀、上官安多次為丁外人求官爵不能得到，也感到慚愧。在武帝時，上官桀已經是九卿，官位在霍光之上。現在父子又都是將軍，有椒房中宮的關係可以倚重，皇後是上官安的親生女兒，霍光是她的外祖父，卻隻管對朝廷裏的事搞專製，從此跟霍光爭起權來。
燕王旦自以為是昭帝兄長，常懷著怨意。再說禦史大夫桑弘羊建立了酒的官買製度，壟斷了鹽、鐵的生產，為國家增加了財政收入，自以為功高，想為兒子兄弟弄個官做，也怨恨霍光。於是蓋主、上官桀、上官安和桑弘羊都和燕王旦勾結密謀，叫人冒充替燕王上書，說霍光外出聚集郎官和羽林騎練樂，在路上稱“”出發前安排宮中太官先行；又提到蘇武過去出使匈奴，被扣留了二十年不投降，回來了做了典屬國，而大將軍部下長史楊敞沒立功就當了搜粟都尉；又擅自增調將軍府的校尉；霍光專權，想怎樣就怎樣，恐怕有些不正常，臣子但願繳回符璽，進宮參加值宿警衛，觀察奸臣有什麼事變。他乘霍光休假的日子上書。上官桀想通過昭帝把這事批複下來，桑弘羊就可以跟其他大臣一起把霍光抓起來送走。奏書送上去，昭帝不肯批複。