第二天早上，霍光聽說這件事，停留在畫室中不進宮。昭帝問：“大將軍在哪裏?”左將軍上官桀回答：“因為燕王告發他的罪狀，所以不敢進來。”昭帝下詔召大將軍。霍光進宮，除下將軍冠叩頭自責，昭帝說：“將軍戴上冠。我知道這奏書是假的，將軍無罪。”霍光說：“陛下怎麼知道的?’”昭帝說：“將軍到廣明亭去，召集郎官部屬罷了。調校尉到現在不到十天，燕王怎麼能知道呢?況且將軍要幹壞事，並不需要校尉。”當時昭帝才十四歲，尚書和左右的入都感到驚訝，而上奏書的人果然失蹤了，追捕得很緊。上官桀等人害怕了，對昭帝說：“小事不值得追究。”昭帝不聽。
這以後上官桀的黨羽有說霍光壞話的，昭帝就發怒說：“大將軍是忠臣，先帝囑托他輔佐我的，有誰敢誹謗就辦他的罪。”從此上官桀等人不敢再講了，就計劃讓長公主擺宴席請霍光，埋伏兵士擊殺他，乘機廢昭帝，迎立燕王做天子。事情被發覺，霍光全部誅滅了上官桀、上官安、桑弘羊、丁外人的宗族。燕王、蓋主都自殺了。霍光威震海內。昭帝年滿二十舉行冠禮以後，就把政事委托給霍光，共十三年，百姓衣豐食足，四夷歸順服從。
元平元年，昭帝故世，沒有後代。武帝六個兒子隻剩廣陵王劉胥還在，眾大臣議論立誰為帝，都主張廣陵王。廣陵王本來因為行為有失道義，不為武帝所重用。霍光內心感到不妥當。有郎官上奏書說：“周太王不立長子太伯而立幼子王季，周文王舍棄伯邑考而立武王，隻在於適當，即使廢長立幼也是可以的。廣陵王不能承繼宗廟。”這話符合霍光心意。霍光把他的奏書拿給丞相楊敞等看，提拔郎官做九江太守，當天接受皇太後的詔令，派遣代理大鴻臚、少府史樂成，宗正劉德，光祿大夫丙吉，中郎將利漢迎接昌邑王劉賀。