后来丙吉升为大将军长史，霍光十分看重他，丙吉入朝做了光禄大夫给事中。
后元二年二月丁卯日（前87年3月26日），武帝崩，临终前留下两道遗诏，一道为霍光、上官桀、金日磾封侯；另一道将刘病已收养于掖庭，并令宗正将刘病已录入皇家宗谱。
汉昭帝始元二年（前85年），霍光等遵遗诏受封为侯。刘病已亦从史家搬出，被养育于掖庭，其宗室地位得到法律上的承认。
此时掖庭令张贺因曾是刘据的家吏，怀念刘据的旧恩，同情刘病已，就对刘病已体贴入微， 用私人的钱供给刘病已读书。待刘病已年长，张贺多次向其弟张安世称赞曾孙材美，并想把孙女嫁给刘病已。当时是元凤四年，昭帝刚刚加冠；张安世任右将军，与霍光共同辅佐汉昭帝；张安世的小儿子张彭祖又与刘病已同席研读经书，二人关系很好。张安世认为少主（汉昭帝）在位，不应称赞刘病已，怒斥张贺，张贺于是作罢。
而暴室啬夫许广汉之女许平君，年十四五岁，本应是内者令欧侯氏的儿媳，该出嫁时欧侯氏的儿子却死了。她的母亲为她求人占卜，说她将会大贵，张贺听闻，便以自己家财为聘礼，为刘病已操办婚礼，娶许平君为妻。二人生子刘奭。刘病已依靠许广汉兄弟及祖母家史氏。
刘病已少时向东海人澓中翁学习《诗经》，他高材好学，但也喜欢游侠，斗鸡走马，广为交结。他虽养于掖庭，却常常出行宫外。他屡次在长安诸陵、三辅之间游历，常流连于莲勺县的盐池一带，尤其喜欢跑到其祖父刘据博望苑以南的杜县、鄠县一带地方，去光顾杜、鄠两县之间的下杜城。他从这些市井的游嬉当中深切体会了民间疾苦，也因此学会辨别闾里奸邪，探查吏治得失。
《汉书·宣帝纪》里说他身有“异相”，遍身上下甚至脚底都长着长毛。刘病已婚后住在未央、长乐两宫之间的尚冠里时，卧过之处不时有光明散发出来。他每次到卖饼的店铺里去买饼，被他光顾的店铺立刻生意火爆，他自己也不知道原因。民间有人把他描绘成能带来好运的财神爷。
元平元年四月癸未日（前74年6月2日），汉昭帝无嗣驾崩。大将军霍光遣邴吉等迎立昌邑王刘贺为帝。但刘贺“荒淫无行，失帝王礼仪，乱汉制度”，即位仅十余日时，霍光已与张安世谋划废之；最后刘贺只做了二十七天皇帝，于六月癸已日，被以霍光为首的大臣废黜。
由霍光属吏升任为太仆的杜延年，他的儿子杜佗素与刘病已相友善，杜延年知刘病已德美，劝霍光、张安世立其为帝。邴吉奏记霍光说，“我私下里访听老百姓的议论，辨察他们说的事情，了解到当时为官的那些宗室诸侯，在民间都没有什么名声。而遵奉武帝遗诏所供养的名叫病已的武帝的曾孙，正居住在宫庭外的外家中，我以前让他居住在郡官邸时见到他还很年少，如今他已十八九岁，精通经术，有很高的才能，行止安闲而气节操守平和，希望将军仔细认真地商议此事，并参考占卜的结果，如不便一下使他显贵，可以先让他入宫服侍皇太后(上官太后)，使天下人明白地知晓他的好处，然后再决定重大决策，天下人将很幸运感激。”
秋七月，霍光奏议说：“礼制，人重视血统关系所以尊重自己的祖先，尊重祖先就会敬奉祖宗的事业。昭帝无嗣，应选择支子孙贤德的为继承人。武帝曾孙名病已，有诏令由掖庭进行照管。至今已十八岁。从师学习《诗》《论语》《孝经》，操行节俭、慈仁而爱人，可以作昭帝的继承人，奉承祖宗大业，统驭天下臣民。”上官太后表示同意。派宗正刘德到曾孙尚冠里住处，浣洗、赐御府衣冠，太仆用軨猎车奉迎曾孙，先到宗正府斋戒行礼。
七月庚申日（前74年9月8日），刘病已进入未央宫，朝见皇太后，先封为阳武侯，随即群臣奉上玺、绶，刘病已即皇帝位，谒高庙，是为汉宣帝。九月，大赦天下。十一月壬子日（前74年12月28日），立许平君为皇后，赐吏民金钱。上官太后由未央宫搬至长乐宫。
本始元年（前73年）正月，招募郡国吏民资产在一百万以上的迁移到昭帝墓地平陵。大将军霍光向宣帝叩请还政于君，宣帝谦让再三，仍委霍光以大任，并对群臣论功行赏。五月，凤凰聚集于胶东郡、千乘郡，赦天下。六月，为其曾祖母卫子夫、祖父刘据、祖母史良娣、父亲刘进、母亲王翁须议谥号，设置墓地园邑。
本始二年（前72年）春天，宣帝以水衡钱修建平陵，迁移百姓到此起住宅。六月，为汉武帝立庙。秋，发兵助乌孙军队击匈奴。
本始三年正月癸亥日（前71年3月1日），皇后许平君去世。五月收兵，校尉常惠率领乌孙军队大胜匈奴。
本始四年（前70年）正月，下诏减少宫廷馔膳、屠工和乐工，使其参加农业，官员都要上报捐助谷物数字，输入长安仓，以帮助朝廷赈贷贫民。三月乙卯日（前70年4月17日），立霍成君为皇后，赦天下。
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