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鄂邑长公主听说霍光拒绝封她的情夫，也甚为怨恨。
于是联合对霍光心怀怨恨的四顾全大臣之一的桑弘羊，并拉拢上燕王，联合一起，准备除去霍光，他们收集霍光的材料，由燕王刘旦遣人上疏，弹劾霍光道：“霍光去了长安东的广明亭检阅御林军，道上驻跸，太官供备的包含，僭用了一辈子礼仪；他任人唯亲，长吏杨敞无才无功，却封其为搜栗都尉；霍光专权自恣，擅自调动校尉。臣怀疑他图谋不轨。臣愿归王玺，宿卫京师，保卫皇上。”不料，昭帝识破了他们的计谋，把燕王的奏疏留下，不肯下发。
上官桀一伙仍不甘心失败，决定铤而走险。他们密谋后定计：由鄂邑长公主出面请霍光，伏兵格杀霍光，同时除掉燕王刘旦，废除昭帝，拥立上官桀为帝。
不料，他们的阴谋被稻田使者燕仓听到，后又奏告昭帝与霍光，霍光发兵，果敢地逮杀上官父子、丁外人，燕王刘旦、鄂邑长公主自杀身亡。
上官皇后年仅八岁，没有参与祖父的阴谋活动，加上她是霍光的外孙女，所以不但保全了性命，而且皇后的凤冠也没有被摘掉，这场政变后，朝政安定。
霍光的政敌在这场政变中均被铲除，为了待续霍氏家族与刘氏家族的皇亲关系，霍光急于想让外孙女生个皇储，此时宫廷的一切大权全由霍光把持，所以大臣和御医都看霍光的眼色行事，他们领会霍光的用意，马上上书昭帝，建议皇帝除上皇后外，应当少近女色才能保证龙体安康。于是他们让皇后下一道命令，为了龙体圣安，后宫的宫女不得侍宿皇上，这样除了上官皇后外，后宫佳丽没人侍宿昭帝。可惜，虽然上官皇后专房擅宠，却没能如愿以偿为昭帝生儿育女。
公元前74年（汉昭帝元平元年），昭帝死，因为没有儿子，遂立汉武帝的孙子昌邑王刘贺（李夫人的孙子）为帝，尊上官氏为皇太后。移居长乐宫。
刘贺荒淫无道，只做了二十七天皇帝，就被霍光废去，另立戾太子（汉武帝太子刘据的孙子）刘病已为汉宣帝，刘病已改名刘询，刘询是汉武帝的曾孙，上官氏论辈份是汉宣帝的祖母，这样，上官氏年仅十五岁，就尊为太皇太后，成为中国历史上最年轻的太皇太后。
从此，上官太后太后不问政事，在长乐宫中颐养天年。建昭二年（前37年），上官太皇太后寿终正寝，时年五十二岁。与昭帝合葬于平陵。
上官氏：汉昭帝皇后。她与汉武帝晚年托孤时的两位大人物都有密切的关系：她是上官桀的孙女，同时也是霍光的外孙女。六岁时嫁给十一岁的汉昭帝。后来昭帝病死时，她才十五岁，汉宣帝因辈分比昭帝小两辈，竟要叫她太皇太后，她开始了近四十年的守寡历程，直到去世。