上官桀一伙密谋后定计：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。他们的阴谋被稻田使者燕仓听到，奏告昭帝与霍光，霍光发兵，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。

    擅宠后宫

    在父系被杀后，上官皇后得到了霍光的重视。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，上书昭帝，建议除了皇后外，皇帝应当少近女色才能保证龙体安康。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。虽然上官皇后专房擅宠，却没能为昭帝生儿育女。

    尊为太后

    公元前74年（汉昭帝元平元年），汉昭帝去世，因为昭帝没有儿子，霍光和诸位大臣商议，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。
寿终正寝
    霍光表现尚可，但是汉宣帝觉得他如“芒刺在背”已经有了矛盾，而且霍光的家人飞扬跋扈，霍光的夫人霍显为了让自己的女儿霍成君成为皇后，竟然毒死了汉宣帝的结发之妻许皇后，后来霍光病死，汉宣帝和太皇太后上官氏亲临祭奠，用了极高的礼节，但是霍光的家族后来在汉宣帝的打击下也遭到了灭门的厄运，上官氏的母系也绝了。
    从此，上官太皇太后不问政事，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。与昭帝合葬平陵。

    后世对上官皇后的评价

    上官皇后守寡40年，是西汉历史上最年轻的皇后。6岁为皇后，15岁做皇太后、太皇太后，从名分上来看，上官氏拥有了全天下女子渴求而不可得的荣誉。但对她来说，8岁时父系被母系诛杀，15岁就做了寡妇，24岁时母系被诛杀。自从失去所有亲人后，上官太后几乎等同于一个透明人并且以她的身份随时有被废掉的危险，这些却没有丝毫意义，因为正是这些东西磨掉了她的童年快乐，而留给她的不过是深宫的幽怨与寂寞。上官氏，一个连名字都无法确定的女孩，在那座宫殿里，被一个名叫制度的东西，捆得死死的，直到死去。不过上官氏也算是享尽荣华富贵，寿终正寝了，相比起霍成君和陈阿娇、卫子夫以及很多皇后的遭遇，她也算是很幸运的。