后元二年（公元前87年），春二月，武帝病入膏肓，自知时日不多，召来侍中兼奉车都尉霍光、侍中兼驸马都尉金日磾、太仆上官桀、搜粟都尉桑弘羊等四人御前接受遣诏。
霍光泪如雨下问：“陛下，万一陛下身体有恙，何人可以继承大业？”武帝苦笑道：“霍光，你是个聪明人，难道不知道当初朕赐你画是什么意思？”霍光一脸懵，故意追问：“微臣愚钝，请陛下明示！”武帝大笑道：“在朕面前就不要装了，你生性谨慎，朕明白。”
霍光一抹额头，早已冷汗直冒。武帝娓娓道：“你跟了朕二十多年了，当初你兄长霍去病为骠骑将军，把你推荐给了朕，担任了奉车都尉。你出入禁宫二十多年，一直小心谨慎，上殿几十年始终不曾踏错一步，进退有据，不失分寸。参与机要，也总是不争不抢，最后一个开口。朕就是看中了你的谨慎，所以才如此重用你，希望你能够替朕守住这片江山。”
霍光小心翼翼问：“陛下，您打算立何人为储君？”武帝指着霍光道：“少子为成王，君为周公。”霍光大惊，“微臣不堪担当大任，还是让金日磾辅佐少主。他为人更谨慎，且有德行，微臣不如他。”金日磾忙推辞道：“微臣不如奉车都尉，微臣是匈奴人，如果让微臣辅政，恐怕会使匈奴轻视大汉！”
武帝大笑道：“驸马都尉也是一个谦逊谨慎的人。当初匈奴休屠王被浑邪王所杀，休屠部落太子率部归汉，成了朕的驸马都尉，一晃已经三十多年了。这几十年来，驸马都尉从不敢正视朕，对朕可谓极为敬重。朕当初赐他宫女，听说他从不敢亲近，哈哈……后来朕又要纳他的女儿入宫，驸马都尉对朕说，微臣是匈奴人，不敢玷污陛下，终究婉拒了朕。你生性谨慎，朕才把护卫重任交给你。朕走之后，望你好生护卫少主，不要辜负了朕的期许。”金日磾忙叩拜，泪流满面。
武帝望着上官桀道：“朕登基以来，多次北征匈奴，靠的是什么？是得人死力，有众多甘愿为我大汉抛头颅，洒热血的好男儿。其中太仆便是朕的死士之一，那时候他还是朕的羽林期门郎。当年朕去甘泉宫，途中遇到狂风大作，车马不能前行，当时朕命人解下车盖，交给期门郎，结果大风愣是没有刮动车盖。后来大雨滂沱，又是期门郎用车盖替朕遮风挡雨。太初年间，贰师将军征伐大宛，朕任命期门郎为搜粟都尉随军出征，本以为只是虚晃一枪，应该不会有什么成就，没想到搜粟都尉愣是率军追杀到了康居，真是健儿啊！将来匈奴再寇边关，还要依靠你这样的死士替大汉守住国门。”上官桀也忙叩拜，流如雨下。
武帝又望着桑弘羊道：“都说朕能得死力，所以能击溃匈奴，其实只有朕知道，这都是多亏了搜粟都尉的屯田谋划，没有搜粟都尉的西北屯田，还有算缗、告缗、盐铁官营、均输平准、改革币制、酒榷（que）等政策，朕哪有国力征讨匈奴三十年？望爱卿继续为国效力，使民富国强，为彻底击垮匈奴和开疆扩土打下坚实基础！”桑弘羊也叩首不起，泪湿眼眶。
武帝招招手道：“起来，都起来吧！朕已经立了遗诏，立弗陵为皇太子。他虽然只有八岁，不过聪明过人，颇有朕年少时的风范。朕相信在你们的辅佐下，我大汉必能够国泰民安，蒸蒸日上。从即日起，封侍中兼奉车都尉霍光为大司马大将军，侍中兼驸马都尉金日磾为车骑将军，太仆上官桀为左将军，三人同录尚书事，搜粟都尉桑弘羊为御史大夫，一同辅佐少主。”又召来丞相田千秋，命霍光宣读诏书，令五人一同辅佐刘弗陵。
武帝嘱咐五人道：“朕登基以来，虽然击溃了匈奴，可匈奴死灰复燃，始终是我大汉的威胁。南面平定了闽越，北面降服了卫氏朝鲜，西面收服了西南夷，不过他们还没有彻底归顺，时刻想伺机兴兵作乱。朕有心扫平四合，无奈百姓怨声载道，民不聊生，朕不得不转变政策。今后我大汉的天下就交给你们了，希望你们五位精诚协作，共同辅佐幼主，保住朕的基业！”
霍光忙应声道：“陛下放心，我等必定忠心辅佐幼主，匡扶大汉，如果违背誓言，天人共诛之！”其余四人也齐声起誓。武帝这才放心道：“好，好！朕相信你们！朕这几个儿子啊，燕王旦为人智慧而博学，可惜过于狂妄，无法承继祖业。广陵王胥勇猛而刚毅，可惜德行有失，也无法承继大业。唯独弗陵一直与朕十分像，聪慧勇敢，果断而坚毅，希望你们好生辅佐，朕就瞑目了！”
不久武帝去世，举国哀悼，年仅八岁的刘弗陵即位，史称汉昭帝。将武帝葬于茂陵，茂陵是武帝即位第二年开始修建，直到病死前才修好，连续修了五十三年，陵园规模巨大，长宽约一里，建筑华丽，随葬品奢侈，据说最后陵墓中已经无法继续摆放随葬品。
昭帝授予霍光录尚书事的权力，总览朝政。霍光凌驾于丞相之上，成为军政财权独揽一身的实际当家人。丞相田千秋虽然也是顾命大臣，但他为人敦厚而谨慎，从不随便发表意见。每次公卿大臣朝会，霍光总是劝田千秋道：“丞相啊，当初你我一起接受先帝诏命，如果我主内，你主外，天下事还有什么可烦忧的？希望你今后要多多为陛下建言献策，匡正我的过失啊！”田千秋笑道：“大将军多虑了，大将军智慧，只要三思而后行，必然不会有过失。天下有大将军，是陛下之福，百姓之幸啊！”
由于田千秋始终不肯对霍光专权提出异议，所以霍光也投桃报李，十分看重他。凡是遇到祥瑞出现，总是先夸耀陛下，再归功于丞相的仁政，请旨褒奖丞相。