刘旦派孙纵之等十多批人，携带大量金银财宝、良马，贿赂盖长公主、上官桀、桑弘羊等人。上官桀等人还找人假冒燕王的名义上书，弹劾霍光，说他外出训练郎官和羽林军时，沿途禁止百姓通行，还让太官提前准备饮食；又提到“苏武出使匈奴二十年拒不投降，回国后才做了典属国；大将军长史杨敞没什么功劳，却被任命为搜粟都尉；霍光还擅自增调大将军府的校尉。他独断专行，恐怕有不轨之心。我刘旦愿意交还符玺，回京担任宿卫，以便监督奸臣的动静” 。他们趁霍光休假时上奏，打算由上官桀将奏章下发，再由桑弘羊联合其他大臣，一同逼迫霍光辞职。
然而奏章呈上后，汉昭帝却没有批复。第二天一早，霍光听说此事，便待在画室里，没有上朝。昭帝问：“大将军在哪里？”左将军上官桀回答：“因为燕王告发了他的罪状，所以不敢来。”昭帝下诏：“召大将军进来。”霍光进殿后，摘下帽子，磕头请罪。昭帝说：“将军戴上帽子！我知道这封奏书是假的，将军没有罪过。”霍光惊讶地问：“陛下怎么知道的？”昭帝解释道：“你去广明训练郎官，是最近的事；增调校尉到现在，也不到十天，燕王怎么可能这么快就知道？况且你要是想谋反，根本不需要增调校尉。”当时昭帝年仅十四岁，尚书和左右侍从听了都惊叹不已。果然，上书的人趁机逃跑了，朝廷下令紧急追捕。上官桀等人害怕事情败露，劝昭帝：“这点小事，不值得深究。”昭帝却没有听从。此后，只要有人诋毁霍光，昭帝就会生气地说：“大将军是忠臣，是先帝托付来辅佐我的，谁敢诋毁他，就治谁的罪！”从此，上官桀等人再也不敢说霍光的坏话了。
李德裕评价说：君主最高尚的品德，莫过于无比圣明，凭借明察秋毫识破奸计，那么众多邪恶之徒就无处遁形，汉昭帝就是这样的君主 。相比之下，周成王都有所逊色，汉高祖、汉文帝、汉景帝也比不上他。周成王听到管叔、蔡叔的流言蜚语，就迫使周公东征；汉高祖听说陈平离开魏国、背弃楚国，就想抛弃这位心腹大臣；汉文帝被季布醉酒使性难以亲近的说法迷惑，就把这位得力干将遣回郡里任职；又怀疑贾谊揽权扰乱朝政，就疏远这位贤才；汉景帝相信杀掉晁错就能平息叛乱，就诛杀了这位三公大臣。正所谓“心里充满疑虑，就会给谗言小人可乘之机”。要是汉昭帝能得到伊尹、吕尚那样的辅佐，那么周成王、周康王的盛世也比不上他开创的局面。
上官桀等人密谋让盖长公主设酒宴邀请霍光，埋伏士兵将其格杀，然后废掉汉昭帝，迎接燕王刘旦做皇帝。刘旦设置驿站传递书信，和他们相互通报消息，还许诺事成之后封上官桀为王，在外面联络了上千名郡国的豪杰。刘旦把计划告诉燕国丞相平，平说：“大王之前和刘泽谋划造反，事情还没办成就被发现，是因为刘泽向来爱吹嘘，还喜欢欺压别人。我听说左将军上官桀向来草率轻敌，车骑将军上官安年轻气盛又骄横，我担心他们会像刘泽那样事情办不成，又怕他们事成之后背叛大王。”刘旦说：“之前有个男子到宫门前，自称是以前的太子，长安百姓都跑去围观，喧闹得无法制止。大将军霍光害怕了，才出兵戒备，只是为了自保罢了。我是皇帝的长子，天下人都信任我，何必担心被背叛！”后来又对群臣说：“盖长公主传来消息，只担心大将军霍光和右将军王莽。现在右将军去世了，丞相又生病，咱们的事情肯定能成，很快就能接到征召进京了。”于是让群臣都收拾行装，准备出发。
上官安又谋划把燕王骗到京城杀掉，然后废掉昭帝，拥立上官桀做皇帝。有人问：“那皇后怎么办？”上官安说：“追逐麋鹿的猎狗，哪有功夫回头看兔子！况且我们是靠皇后才尊贵起来的，一旦皇上心意改变，到时候想做个普通百姓都不行。这可是千载难逢的好机会！”
不巧的是，盖长公主舍人的父亲、稻田使者燕仓得知了这个阴谋，就告诉了大司农杨敞。杨敞向来谨慎怕事，不敢声张，就称病卧床，把事情告诉了谏大夫杜延年，杜延年又上报给朝廷。 九月，皇帝下诏，让丞相率领中二千石官员追捕孙纵之以及上官桀、上官安、桑弘羊、丁外人等人，他们的宗族也全部被诛杀；盖长公主自杀。
燕王刘旦听说后，召见丞相平问：“事情败露了，现在发兵吗？”平说：“左将军已经死了，百姓都知道这件事，不能发兵了。”刘旦忧心忡忡，摆酒和群臣、妃嫔告别。这时皇帝下诏书斥责刘旦，刘旦用绶带自杀，王后、夫人跟随刘旦自杀的有二十多人。皇帝施恩，赦免刘旦的太子刘建，让他做平民，赐谥号为“刺王”。皇后因为年纪小，没有参与谋反，又是霍光的外孙女，所以没有被废掉。
冬，十月，朝廷论功行赏，封杜延年为建平侯，燕仓为宜城侯；原丞相征事任宫因为抓获上官桀，被封为弋阳侯；丞相少史王山寿因为把上官安诱骗进相府，被封为商利侯。过了一段时间，文学之士、济阴人魏相对策时说：“之前燕王刘旦无道，韩义挺身而出直言进谏，被燕王杀害。韩义没有比干那样与君主的至亲关系，却践行了比干的气节，应该重赏他的儿子，向天下昭示做臣子的大义。”于是朝廷提拔韩义的儿子韩延寿为谏大夫。
大将军霍光觉得朝廷中没有德高望重的老臣，而光禄勋张安世从汉武帝时期就担任尚书令，志向品行纯正忠厚，就奏请让张安世担任右将军兼光禄勋，作为自己的副手。张安世是原御史大夫张汤的儿子。霍光又认为杜延年忠心耿耿，就提拔他为太仆、右曹、给事中。霍光执法严厉，杜延年常常帮他用宽和的方式处理事务。百姓和官吏上书提出对国家有利的建议，霍光就交给杜延年研究处理并上奏。建议中适合试用为官的人，直接任命为县令；或者由丞相、御史任用，满一年后，把情况上报；对于有错误的建议，就按照法律治罪。
这一年，匈奴派出左、右部两万骑兵，分成四队，一起入侵汉朝边境。汉军追击，斩杀、俘虏匈奴九千人，活捉了瓯脱王；汉军没有什么损失。匈奴见瓯脱王被汉朝抓去，十分恐慌，以为汉军会顺着瓯脱王提供的路线攻击，就向西北方向远远退去，不敢再到南边来争夺水草；还征调百姓到瓯脱地区屯垦戍边。
元凤二年（公元前79年）：皇帝迁居与局势缓和
夏，四月，汉昭帝从建章宫迁居到未央宫。
六月，皇帝大赦天下。
这一年，匈奴又派九千骑兵驻守受降城，防备汉军，还在余吾水北边架设桥梁，以便随时渡河逃跑；匈奴想和汉朝和亲，但又担心汉朝不答应，所以不敢先开口，常常让身边的人向汉朝使者暗示。不过匈奴对汉朝的侵扰越来越少，对待汉朝使者也更加优厚，想慢慢实现和亲。汉朝也暂且采取安抚政策，稳住匈奴。
元凤三年（公元前78年）
春，正月，泰山上有一块大石头自己立了起来；上林苑里枯死倒地的柳树又活了过来；还有虫子把树叶啃食成文字，写着“公孙病已立” 。符节令、鲁国人眭弘上书说：“大石头自己立起来，枯柳树重新复活，这预示着会有平民百姓成为天子。枯树复活，是不是以前被废的公孙氏家族要复兴了？汉朝承接尧帝的气运，有传位给贤人的天命，应当寻找贤人，把皇位禅让给他，自己退居百里之地，以顺应天命。”眭弘因散布妖言迷惑众人，被处死。
匈奴单于派犁污王刺探汉朝边境情况，犁污王说酒泉、张掖的兵力更加薄弱，可以出兵试探性进攻，说不定能重新夺回以前失去的土地。当时汉朝先抓获了匈奴的投降者，得知了这个计划，皇帝下诏让边境加强戒备。没过多久，右贤王、犁污王率领四千骑兵，分成三队，入侵日勒、屋兰、番和。张掖太守、属国都尉发兵反击，大败匈奴，只有几百人逃脱。属国的义渠王射死了犁污王，汉朝赏赐他二百斤黄金、二百匹马，还封他为犁污王。从这以后，匈奴不敢再入侵张掖。
在燕王、盖长公主谋反事件中，桑弘羊的儿子桑迁逃跑，投奔父亲以前的下属侯史吴。后来桑迁被抓获，依法处死。恰逢朝廷大赦，侯史吴就自己到监狱自首。廷尉王平和少府徐仁一起审理这起谋反案件，他们都认为：“桑迁因为父亲谋反受牵连，侯史吴藏匿他，不算藏匿谋反主犯，只是藏匿随从人员，所以可以依据赦免令免除侯史吴的罪行。”后来侍御史重新调查，认为：“桑迁通晓经术，明知父亲谋反却不劝阻，和谋反者没什么区别。侯史吴原本是三百石的官吏，他窝藏桑迁，不能和普通百姓藏匿随从相提并论，不能赦免。”于是上奏请求重新审理，弹劾廷尉、少府纵容谋反者。
少府徐仁是丞相车千秋的女婿，所以车千秋多次为侯史吴说情；他又怕大将军霍光不答应，就召集了中二千石官员、博士在公车门集会，讨论侯史吴该如何定罪。参与讨论的人知道大将军霍光的意思，都认定侯史吴犯了大逆不道之罪。第二天，车千秋把众人的意见密封上奏。霍光认为车千秋擅自召集中二千石以下官员，朝廷内外意见不一，就把廷尉王平、少府徐仁关进监狱。朝廷上下都担心丞相会因此受牵连。
太仆杜延年给霍光写信说：“官吏纵容罪犯，有既定的法律处置。现在却把侯史吴改判为大逆不道，恐怕量刑过重。而且丞相向来没有坚定的立场，喜欢向下属说好话，这是他一贯的作风。至于擅自召集官员，确实行为不当。我认为丞相资历深厚，又在先帝时就主持政务，没有大的过错，不能轻易抛弃。近来百姓常说刑罚过重，官吏办案苛刻；现在丞相讨论的又是案件，要是因此牵连到丞相，恐怕会不得人心，引发众人喧哗，百姓私下议论，流言蜚语四处传播。我担心将军因此在天下人面前有损名声。”霍光因为廷尉、少府在执法中随意轻重，最终还是把他们关进了监狱。 夏，四月，徐仁自杀，王平与左冯翊贾胜胡都被腰斩。不过丞相车千秋没有受到牵连，最终得以善终。杜延年议论事情公平恰当，使朝廷上下和谐，像这样的事情还有很多。
冬天，辽东的乌桓部落发动叛乱。当初，冒顿单于打败东胡，东胡的残余部众分别逃到乌桓山和鲜卑山，形成了乌桓、鲜卑两个部族，世代臣服于匈奴，受其役使。汉武帝出兵击败匈奴左部后，把乌桓迁徙到上谷、渔阳、右北平、辽东的塞外地区，让他们替汉朝侦察匈奴的动静。汉朝还设置护乌桓校尉负责监管，防止乌桓与匈奴往来勾结。到这时，乌桓的势力逐渐强大，便发起叛乱。
此前，匈奴三千多骑兵侵入五原郡，杀掠了几千人；后来又有几万骑兵到南部边塞附近打猎，顺便攻打塞外的堡垒哨所，掳掠走不少官吏百姓。不过当时汉朝边境的烽火台预警系统十分灵敏，匈奴侵犯边境捞不到什么好处，就很少再来侵扰了。汉朝又有匈奴的投降者，透露说乌桓曾挖掘匈奴先代单于的陵墓，匈奴怨恨在心，正准备派两万骑兵攻打乌桓。
霍光想发兵半路截击匈奴，就询问护军都尉赵充国的意见。赵充国认为：“乌桓此前多次侵犯边境，现在匈奴去攻打他们，对汉朝有利。而且匈奴现在很少来侵扰，北部边境难得太平，蛮夷之间互相攻击，我们却发兵拦截，这是主动招惹灾祸，不是好办法。”霍光又问中郎将范明友，范明友说可以出击。于是，霍光任命范明友为度辽将军，率领两万骑兵从辽东出发。匈奴听说汉军来了，就撤兵离开了。
起初，霍光告诫范明友：“军队不能空手而回，如果追不上匈奴，就转攻乌桓。”乌桓刚遭到匈奴攻击，元气大伤，范明友追匈奴没追上，就趁乌桓疲惫不堪时发起攻击，斩杀乌桓六千多人，还砍下乌桓三个王爷的脑袋。匈奴从此十分恐惧，不敢再轻易出兵。
元凤四年（公元前77年）
? 春季，正月丁亥日：汉昭帝举行加冠礼，正式成年。
? 甲戌日：富民定侯田千秋去世。当时朝廷政事都由大将军霍光决断，田千秋担任丞相，只是谨慎忠厚地守住自己的职责而已 。
? 夏季，五月丁丑日：汉文帝庙的正殿发生火灾。汉昭帝和群臣都穿上素服。朝廷征调中二千石官员，率领五校兵卒进行修缮，六天就完工了。太常以及管理宗庙的令丞、郎官、小吏，都被弹劾犯了大不敬之罪；恰逢大赦，太常辧阳侯德被免去爵位，贬为平民。
? 六月：汉昭帝大赦天下。
? 当初，杅冞国派太子赖丹到龟兹国做人质；贰师将军李广利攻打大宛返回时，把赖丹带到了京城。霍光采用桑弘羊之前的建议，任命赖丹为校尉，率军到轮台屯田。龟兹国的贵族姑翼对龟兹王说：“赖丹原本是我们的臣属，现在他佩戴着汉朝的印绶回来，在我们国境边屯田，一定会带来危害。”龟兹王就杀掉赖丹，然后上书汉朝谢罪。
? 楼兰王去世，匈奴抢先得知消息，把在匈奴做人质的楼兰王子安归送回去，安归得以被立为新王。汉朝派使者诏令新王入朝，楼兰王推辞不肯来。楼兰国位于汉朝最东边，离汉朝很近，挨着白龙堆，那里缺乏水草。楼兰常常要为汉朝使者安排向导，提供水和粮食，迎送往来。但又多次遭到汉朝官吏兵卒的侵扰，吃了不少苦头，所以觉得和汉朝交往没什么好处。后来又受匈奴离间，多次拦截杀害汉朝使者。楼兰王的弟弟尉屠耆投降汉朝，把这些情况详细说了出来。
骏马监、北地人傅介子出使大宛，朝廷下诏让他顺便责问楼兰、龟兹。傅介子到了楼兰、龟兹，斥责两国国王，他们都表示认罪。傅介子从大宛返回，又到了龟兹，正好匈奴使者从乌孙回来，也在龟兹，傅介子就率领手下吏卒一起斩杀了匈奴使者。回国后，傅介子上奏此事，朝廷下诏任命他为中郎，升任平乐监。
傅介子对大将军霍光说：“楼兰、龟兹多次反复无常，不加以惩处，就无法起到警示作用。我路过龟兹时，感觉龟兹王容易接近，比较好对付，我愿意去刺杀他，以此向各国展示汉朝的威严。”霍光说：“龟兹路途遥远，先在楼兰试试吧。”于是霍光奏请皇帝派傅介子去楼兰。
傅介子和士兵们带着金银财宝，对外宣称是要赏赐给外国。到了楼兰后，楼兰王对傅介子态度冷淡，并不亲近。傅介子假装要离开，走到楼兰西部边界时，让翻译传话给楼兰王：“汉朝使者带着黄金、锦绣等财物，要赏赐给各国。大王要是不来接受，我们就去西边的国家了。”接着拿出金银财宝给翻译看。翻译回去报告后，楼兰王贪图汉朝的财物，就来见傅介子。傅介子和他一起饮酒，把财物摆出来给他看。等大家都喝醉了，傅介子对楼兰王说：“天子派我私下和大王说几句话。”楼兰王起身，跟着傅介子走进帐篷里密谈，两名壮士从后面突然袭击，用刀刺向楼兰王，刀从胸前交叉穿出，楼兰王当场死亡。楼兰的贵族和侍从们见状，纷纷逃走。傅介子向众人宣告楼兰王对汉朝犯下的罪行，说：“天子派我来诛杀他，现在要立在汉朝的王弟尉屠耆为王。汉军马上就到，谁都不许轻举妄动，不然就灭了你们的国家！”随后，傅介子砍下安归的首级，用驿站的快马疾驰回京城，把首级悬挂在北宫门外示众。
汉朝于是立尉屠耆为楼兰王，把国名改为鄯善，还为他刻了印章；赐给他宫女做夫人，配备车马、物资。丞相率领百官把他送到横门外，设宴饯行，送他回国。尉屠耆向天子请求说：“我在汉朝待了很久，现在回去，势单力薄，而且前王的儿子还在，我担心会被杀害。国内有个伊循城，土地肥沃，希望汉朝能派一位将领去屯田储粮，这样我也能有个依靠。”于是，汉朝派一名司马、四十名吏卒到伊循城屯田，以此镇抚鄯善。
? 秋季，七月乙巳日：朝廷封范明友为平陵侯，傅介子为义阳侯。
司马光评论说：君主对于边疆的少数民族，他们反叛就出兵讨伐，归服就不再追究。现在楼兰王已经认罪，却又将他诛杀，以后再有反叛的，就很难再让他们诚心归附了。如果认为他有罪一定要讨伐，那就应该公开地调兵遣将，明正其罪进行惩罚。如今却派使者用金银财宝做诱饵将其杀害，以后再派使者出使各国，谁还会相信呢？而且凭借大汉的强大，却采用盗贼的手段对付少数民族，难道不觉得羞耻吗？有人称赞傅介子建立奇功，实在是言过其实了！
元凤五年（公元前76年）
? 夏季：发生大旱。
? 秋季：朝廷撤销象郡，将其属地分别划归郁林郡、牂柯郡。
? 冬季，十一月：天空响起巨大的雷声。
? 十二月庚戌日：宜春敬侯王诉去世。
元凤六年（公元前75年）
? 春季，正月：朝廷招募各郡国的刑徒去修筑辽东、玄菟的城池。
? 夏季：汉昭帝大赦天下。
? 乌桓再次侵犯边境，朝廷派度辽将军范明友前去攻打。
? 冬季，十一月乙丑日：朝廷任命杨敞为丞相，少府、河内人蔡义为御史大夫。