当初，太子刘据纳了鲁国姓史的一位女子为良娣，生了一个儿子名叫刘进，号称史皇孙。良娣是古代太子姬妾的称号，位在妃下。刘进则娶了涿郡女子王夫人，生了一个儿子叫刘病已，号称皇曾孙。刘病已刚生下几个月，就赶上了巫蛊之祸。刘据和他的三个儿子一个女儿连同他的那些妻妾全部被害，就剩下刘病已，但也因连坐被关入大鸿胪所属的郡邸狱。原廷尉监、鲁国人丙吉受诏审理巫蛊案，丙吉知道刘据并没有犯罪事实，又哀怜刘病已无辜受到连累，便选择了谨慎忠厚的女囚犯渭城人胡组、淮阳人郭征卿，让她们住在稍微干净清爽的地方哺养刘病已。丙吉每天去探视两次。
巫蛊案拖得时间很长，好几年也没能审结。期间，汉武帝病了，在长杨、五柞两宫轮流住。望云气的方士对武帝说，长安监狱里有一股天子之气，于是汉武帝派使臣分别通知京中各官府，令各监狱在押的犯人无论罪行轻重，一律处死。内谒者令郭穰夜里来到郡邸狱传达汉武帝诏令，丙吉关闭大门，不让郭穰进去，说：“皇曾孙在此。其他人尚且不应无辜被杀，何况是皇上的亲曾孙呢！”双方僵持到天明，郭穰也没能进去。郭穰回来后将此事奏报了汉武帝，并弹劾丙吉。汉武帝此时也已醒悟，说：“是上天让丙吉这样做的。”于是下诏大赦天下。在长安的监狱中，只有郡邸狱的囚犯，因为丙吉得以保住了性命。
不久，丙吉对狱丞谁如说：“皇曾孙不应住在监狱里。”就让谁如写信给京兆尹，并将皇曾孙和胡组一起送去。京兆尹不敢接受，就又回到了狱中。等到胡组服刑期满，皇曾孙对她很是依恋，丙吉于是自己出钱雇胡组留下，让她与郭征卿一起抚养皇曾孙。又过了几个月，才让胡组离去。后少内啬夫禀告丙吉说：“没有皇上诏令，不能供给皇曾孙饮食。”当时丙吉的俸禄里有米、肉，便按月供给皇曾孙。皇曾孙患病，好几次几乎性命不保，丙吉责令乳母细心养育，请医喂药，对皇曾孙很有恩惠。丙吉听说皇曾孙的祖母史良娣的母亲贞君和兄长史恭尚在，便将皇曾孙托付给他们抚养。贞君已经老了，但见女儿的孙子孤苦无依，很是哀怜，便亲自抚养。
后来，汉武帝下诏，命掖庭抚养皇曾孙，并命宗正为其登记皇族属籍。当时的掖庭令张贺曾经是原太子刘据的宾客，感念太子旧恩，哀怜皇曾孙，于是自己出钱小心奉养，还请人教他读书。皇曾孙长大后，张贺想把自己的孙女嫁给他。此时，汉昭帝刚刚举行完加冠礼，身高八尺二寸。张贺的弟弟张安世任右将军，辅佐朝政，听说哥哥称赞皇曾孙，并想把孙女儿嫁给他，很生气，对张贺说：“皇曾孙是卫太子之后，能以一个平民的身份由国家养着，已经是很幸运的了，不要再提嫁女之事！”于是张贺作罢。当时，暴室啬夫许广汉有一个女儿，于是张贺摆下酒席宴请他。酒过三巡，张贺对许广汉说：“皇曾孙是皇上近亲，将来最差也是关内侯，你可以将女儿嫁给她。”许广汉答应了。第二天，许广汉的妻子听说此事，非常生气，不同意。但许广汉主意已定，重新请人做媒，将女儿嫁给皇曾孙。从此，皇曾孙以许广汉兄弟和祖母娘家史家为依靠，又跟随东海人澓中翁学习《诗》。皇曾孙聪明好学，但也喜欢游侠之事，斗鸡走狗，所以对下层社会的奸邪之事和官吏的好坏十分了解。皇曾孙多次到各皇陵参拜，足迹遍及三辅地区，有一次甚至在莲勺县的盐池为人所困辱。他特别喜欢杜县、鄠县，经常住在下杜。有时被邀请参加朝会，就住在长安尚冠里。
到昌邑王刘贺被废之后，霍光与张安世及其他大臣商议重新确定皇位继承人，但一时还没定。丙吉对霍光说：“当年将军曾侍奉孝武皇帝，孝武皇帝将襁褓中的孤儿和整个国家都托付给了将军。孝昭皇帝去世得早，没有留下后嗣，全国忧惧，急切盼望新主继位。给孝昭皇帝发丧的时候，将军以大义为选立后嗣，但后来发现所立之人不当，又以大义将其废黜，天下无不敬服。当今之时，社稷、宗庙、百姓的命运全部系于将军。我从百姓中了解到，民间对现在身为诸侯或居于高位的皇族成员，都没有好评。而奉遗诏养育在掖庭及其外曾祖史家的孝武皇帝曾孙刘病已，我以前在郡邸狱时，见他年纪幼小，如今已有十八九岁了，通晓儒家经术，很有才干，举止安详，性格平和。希望将军详加考察并占卜，看他是否适合承继帝位。可先让他入宫侍奉太后，使天下人都知道他，然后再决定大计。若能如此，是天下大幸。”杜延年也知道皇曾孙刘病已品德美好，劝霍光、张安世立他为皇位继承人。
汉昭帝元平元年，公元前74年，七月，霍光坐在庭中，召集丞相及以下大臣共同议定皇位继承人。此后，霍光再次会同丞相杨敞等上奏皇太后：“孝武皇帝曾孙刘病已，年十八岁，从师学习《诗》《论语》《孝经》，行为节俭，仁慈爱人，可以作为孝昭皇帝的继承人，侍奉宗庙，治理天下百姓。我等冒死奏明太后！”皇太后下诏：“准奏。”霍光派宗正刘德来到尚冠里刘病已家中，侍奉其洗浴，更换太后所赐御衣，由太仆用车将刘病已迎接到宗正府进行斋戒。七月二十五日，刘病已进入未央宫，觐见皇太后，被封为阳武侯。随即，由群臣奉上皇帝玉玺、绶带，刘病已正式即皇帝位，是为汉宣帝。拜谒汉高祖祭庙，尊皇太后为太皇太后。
侍御史严延年上奏参劾大将军霍光：“擅自废立君主，不守人臣之礼，大逆不道！”奏章虽然没有结果，但群臣对严延年还是很敬畏。
八月初五，安平侯、丞相杨敞去世，蔡以被任为丞相。九月，大赦天下。
许广汉的女儿嫁给皇曾孙刘病已一年后，生了儿子刘奭。几个月后，刘病已即皇帝位，封许氏为倢伃。霍光有一小女儿，皇太后很喜欢，公卿大臣都认为应立为皇后，但也都没有明说。汉宣帝下诏寻找自己贫贱时用的宝剑，大臣们懂得皇上的心意，便奏请立许倢伃为皇后。十一月十九日，许氏被立为皇后。霍光认为其父亲许广汉是受过刑的人，不宜做封国的国君。一年多以后，才封许广汉为昌成君。
太皇太后回到长乐宫居住。长乐宫开始驻兵守卫。