太子刘骜打小就喜爱儒家经书，宽厚、博学、谦虚、谨慎。后来，刘骜喜欢上了喝酒，喜欢轻轻松松快快乐乐地待着，元帝认为他没有什么才能。另一位皇子山阳王刘康很有才干，他的母亲傅昭仪又受到元帝宠爱，元帝因此常有改封刘康为太子的意思。元帝晚年多病，不再过问朝政，喜欢音乐，有时候甚至把军中所用的骑鼓放在殿下，元帝亲自走到廊上，凭倚栏杆，喜欢听用铜丸从远处投到鼓面发出的声音。这个本事，后宫的嫔妾、元帝身边有音乐素养的人都做不到，但刘康却能，元帝多次夸奖他有才干。史丹进言说：“所谓才干，是敏而好学、温故知新，皇太子就是这样的人。如果是用演奏乐器的能力衡量人，那么陈惠、李微比匡衡高明，可以辅助国政了。”元帝沉默不语，一笑了之。
元帝卧病在床，傅昭仪和刘康经常在床前侍奉。而皇后王政君和太子刘骜却很少能够觐见。元帝的病渐渐重了，情绪不稳定，几次向尚书查问汉景帝废掉皇太子刘荣改立胶东王刘彻当皇太子的旧事。太子的大舅父、卫尉、侍中、阳平侯王凤和皇后、太子都忧心忡忡，不知道该怎么办。史丹是元帝最亲密的大臣之一，因此能够直接进入寝殿探病，等到元帝单独躺着的时候，他径直进入寝殿，在地上的青蒲上叩头，流泪说：“刘骜以嫡长子的身份立为太子，已十多年了，天下皆知，百姓信服。臣见山阳王一向得到陛下的宠爱，天下也是纷纷传言，认为太子的地位不稳。如果是这样，三公、九卿及其以下官员必以死相争，不肯接受诏令。我请求陛下先赐我死，作为群臣的表率。”元帝素来仁慈，不忍看到史丹伤心流泪，而史丹的话又恳切中的，甚为感动，有所觉悟，喟然叹息说：“我的病日益沉重，太子刘骜和山阳王刘康、信都王刘兴年纪都小，怎会不对他们以后考虑？但我没有改立太子的念头。况且皇后一向谨慎，先帝也喜爱太子，我怎么能违背他的意旨？你从哪里听到这些话？”史丹立即向后退，叩头说：“臣愚昧，妄信传言，罪当处死。”汉元帝于是接受史丹的劝谏，说：“我的病越来越重，恐怕不能痊愈了。你要好好辅佐太子，不要辜负了我的重托。”史丹唏嘘起身告退。太子的地位从此才告巩固。右将军、光禄大夫王商、中书令石显也都拥护刘骜。五月二十四日，汉元帝在未央宫驾崩。
班彪评论说，我外祖父的兄弟曾当过元帝的侍中，告诉我说：“元帝多才多艺，能写一笔好篆书，会弹琴鼓瑟，吹奏洞箫，还自己作曲、填词、歌唱，极其精妙。从小就喜欢儒学，即位后征召任用儒生，把国家的大政交给他们。贡禹、薛广德、韦玄成、匡衡相继担任丞相。但是，他为儒家经书的文义所牵制，优柔寡断，汉宣帝的大业因此衰落。然而，他宽厚容人，谦恭节俭，态度温雅，有古代君王的风范。
丞相匡衡上奏太子：“前些时，因为先帝身体不适，所以把废除的祭庙和陵园都恢复了，但结果仍不能蒙受祖先的赐福。据查，卫思后陵园、戾太子陵园、戾后陵园，亲情未尽，不当撤除。孝惠皇帝、孝景皇帝的祭庙，亲情已尽，可以撤除。至于太上皇、孝文帝、孝昭太后、昭灵后、昭哀王、武哀王的庙堂，也请一并撤除，不再奉祭。”刘骜同意了。
六月二十二日，太子刘骜即帝位，拜谒汉高祖的祭庙。尊祖母皇太后张氏为太皇太后，尊母亲皇后王政君为皇太后；任命大舅父侍中、卫尉、阳平侯王凤为大司马、大将军，主管尚书事务。
秋季，七月丙戌（十九日），将元帝安葬于渭陵。
大赦天下。
丞相匡衡上书说：“陛下天性非常孝顺，对先帝的哀伤思念，永存内心，没有游乐射猎的欢娱，确实是重视孝道的始终，不忘祖先，永无穷尽。陛下虽然得到了上天赐予的圣人之性，但仍望陛下不断以圣人之心去加强它。《诗经》说：‘茕茕在疚。’悲伤忧郁就像大病在身，这是形容周成王服丧后思念祖先，内心的忧郁难解。这正是他之所以能够继承周文王、周武王的勋业，并加以发扬光大的根本原因。我听我的老师告诉我：‘夫妻婚配的时候，是人生的开始，千万幸福的源头。婚姻的礼仪端正，然后事物成就，而天命全备。’孔子论《诗经》，从《关睢》入手，因为这婚姻是纲纪的起首，是礼教的开端。自从上古以来，夏商周三代的兴起和衰落，没有不以此为缘由的。希望陛下考查过去的得失兴衰，用以巩固根本。物色有品德的人，排除靡靡之音和女色，接近严肃自尊的人，远离花言巧语、诡计多端的人。我听说，儒家的《六经》是圣人用来统御天下人心，把善恶分别归类，显明吉凶祸福，指示做人的正道，使人不违背本性的著作。还有《论语》《孝经》，也都是圣人们重要言行的记录，应该探求其中的深意。我还听说：圣明君王的作为，无论动静周旋，奉天之命，承亲之意，当朝处理国事，面对群臣，事事都有节制法度，以发扬人伦的美德。敬重小心，是侍奉上天的仪容。和悦恭顺敬谨，是事奉祖先的礼仪。严以律己，正直谨慎，是统御文武百官的原则。给予恩惠，和颜悦色，是待下的态度。举止行为，凡事都遵循一定的礼仪，因而在形貌上就是一派仁义气象，一举一动都可以成为效法的榜样。今正月初一，陛下驾临正殿，接受百官朝贺，设置筵席，慰劳四方。经传书上说：‘君子慎始。’君子开始时就要谨慎。建议陛下留意动静时的仪节，使臣子们得以仰望高贵品德的光彩，为国家奠立坚固的基础，则天下万福。”成帝谦敬地采纳了他的规劝。
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