這時武帝巡幸林光宮，金日磾生了小病，躺在休息室中，馬何羅和弟弟馬通以及小弟馬安成，假傳聖旨，在夜裡出宮，一起殺了使者，發兵造反。第二天早晨，武帝還沒有起床，馬何羅無故從外麵進入宮中。金日磾正在上廁所，心裡一動，立即進去，坐在內室的門下。一會兒，馬何羅袖中藏著利刃，從東廂房上來，看見金日磾，臉色大變；他快步走向武帝的臥室，想進去，不小心碰倒了寶瑟，摔倒在地。金日磾抱住馬何羅，隨即大喊：“馬何羅造反！”武帝被驚醒，左右的人拔刀想殺馬何羅，武帝怕傷到金日磾，阻止了他們。金日磾把馬何羅扔到殿下，將他擒獲捆綁。經過徹底追查，馬何羅兄弟全部伏法。
秋季七月，發生地震。
燕王劉旦自認為按長幼次序，應當立為太子，上書請求入宮宿衛。武帝大怒，在北門殺了他的使者；又因劉旦犯藏匿亡命之徒的罪，削去他的良鄉、安次、文安三縣封地。武帝從此厭惡劉旦。劉旦聰明善辯，博學多才，他的弟弟廣陵王劉胥有勇力，但二人的行為都不遵守法度，有很多過失，所以武帝都不立他們為太子。
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當時鉤弋夫人的兒子劉弗陵，才幾歲，身體壯實高大，聰慧多智，武帝異常喜愛他，心裡想立他為太子；因他年紀小，母親又年輕，武帝猶豫了很久。武帝想找大臣輔佐他，觀察群臣，隻有奉車都尉、光祿大夫霍光，忠厚可靠，可以擔當大事，於是武帝派黃門畫了一幅周公背著周成王接受諸侯朝見的畫，賜給霍光。
過了幾天，武帝責備鉤弋夫人，夫人摘下簪子、耳環，向武帝叩頭請罪。武帝說：“帶出去，送到掖庭獄！”夫人回頭看著武帝，武帝說：“快走，你活不成了！”最終賜死鉤弋夫人。不久後，武帝閒居，問身邊的人說：“外麵的人怎麼說？”身邊的人回答說：“人們說‘既然要立她的兒子為太子，為什麼要除去他的母親？’”武帝說：“對，這不是你們這些愚人所能明白的。古時候，國家之所以混亂，是因為君主年少，母親年壯。女主獨居，會驕橫跋扈，淫亂自恣，沒有人能禁止。你們沒聽說過呂後的事嗎！所以不得不先除去太子的母親。”
後元二年（甲午，公元前87年）
春季正月，武帝在甘泉宮朝見諸侯王。二月，巡幸盩厔的五柞宮。
武帝病重，霍光流著淚問道：“如果皇上有不測，誰應當繼承皇位？”武帝說：“你還沒明白先前那幅畫的意圖嗎？立小兒子為帝，你履行周公的職責。”霍光叩頭推讓說：“臣不如金日磾。”金日磾也說：“臣是外國人，不如霍光；況且這樣會讓匈奴輕視漢朝！”
乙醜日，武帝下詔立劉弗陵為皇太子，當時劉弗陵八歲。丙寅日，武帝任命霍光為大司馬、大將軍，金日磾為車騎將軍，太仆上官桀為左將軍，讓他們接受遺詔，輔佐少主；又任命搜粟都尉桑弘羊為禦史大夫，眾人都在武帝臥室內的床下跪拜受命。
霍光出入宮禁二十多年，外出則為武帝奉車，入宮則在武帝左右侍奉，小心謹慎，從未有過過失。他為人沉靜安詳，每當出入殿門，停步、前進都有固定的位置，郎仆射暗中記下察看，發現他的位置尺寸不差。金日磾在武帝左右，幾十年眼睛都不斜視；武帝賜給他宮女，他不敢親近；武帝想納他的女兒入後宮，他不肯，他的謹慎到了這樣的地步，武帝尤其覺得他與眾不同。
金日磾的長子是武帝的玩童，武帝很喜愛他，後來玩童長大，行為不檢點，在殿下和宮女嬉戲，金日磾正好看見，厭惡他的淫亂行為，就殺了他。武帝聽說後大怒，金日磾叩頭謝罪，詳細報告了殺兒子的原因。武帝非常悲哀，為他流淚，後來心裡越發敬重金日磾。
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