劉弗陵是在加封平叛的功臣時暈倒在大殿之上的。
那天朝會，劉弗陵封範明友為平陵侯，張安世為左將軍，廷尉丙吉加封光祿勳，霍禹為中郎將，任勝為羽林監，鄧廣漢為侍郎，霍雲為車騎將軍，蘇武為關內侯，報信人也得到了重賞，大將軍秉政如初。在封賞將領的“謝恩”和文武百官的三呼“萬歲”聲中，劉弗陵暈倒在龍案後麵。
在平叛蓋長、上官、燕王之亂中，劉弗陵日夜操勞，徹夜不眠，早已心力交瘁。在召開加封平叛功臣大會前他就頭暈，大臣們勸他等病好了再開這個會。他說，朕能夠活到今天，全賴那些忠於他的文臣武將，一日不報償一日心不安。他強打精神，在宣布加封所有的功臣後就再也支持不住了。他一病不起，預感到在世的時日不多，把上官皇後和大司馬、大將軍霍光、大司農田延年、左將軍張安世召到身邊交代後事，說：“古人說不孝有三，無後為大。朕沒有給劉家留下一子一女，愧見先帝於地下。”上官皇後跪在地上請罪：“怪我沒有盡到女人的責任。”劉弗陵說：“不，怪朕沒有夫妻情義。從你進宮到現在沒有得到寵幸，致使朕身後斷絕了後繼之人。”霍光也自責：“皇後年齡太小，不諳世事，臣未及時教誨，誤了社稷大事。臣愧對先帝和陛下。”上官皇後這年剛剛十五歲，還是個中學生年齡，劉弗陵已經是二十一歲的成年人，霍光應該考慮到這點，給劉弗陵推薦幾個嬪妃，肯定會給漢室留下承繼大統之人的。不知他是疏忽還是因為皇後是他外孫女的緣故，使他犯了無法彌補的錯誤。盡管他十分後悔，極力自責，也隻能是追悔莫及。
張安世、田延年寬慰劉弗陵說：“陛下正是春秋昌盛之時，福壽綿長，後繼會有人的。”
劉弗陵苦笑了笑。他從太醫的眼神裏已經看到無救的信號，要抓住僅剩的幾個時日和他們商量幾件後事。他問霍光：“田宰相病逝誰可繼任？”霍光說：“楊敞。”劉弗陵點了點頭表示同意。又問：“劉氏諸王誰可繼承大統？”霍光說：“臣不知道，聽陛下聖裁。”劉弗陵想了半天，搖了搖頭，而後說：“大將軍去查查封國的劉氏王係譜，再來告朕。”“臣遵旨！”霍光領命欲去，劉弗陵突然劇烈地咳嗽起來。霍光喊著：“快傳太醫。”田延年、張安世急切地喊著：“傳太醫，快傳太醫！”劉弗陵抓住霍光的手情懇意切地說：“大漢朝能有今天的國泰民安，四海平靜，大將軍功不可沒。朕將後事托付於大將軍，扶保大漢江山永固，劉家社稷千秋萬代地傳下去。”霍光連連叩頭，向劉弗陵保證：“臣忠心漢室，誓保劉氏朝廷延續。”劉弗陵又對張安世和田延年交代：“你們都是朕的肱股之臣，務必擁戴大將軍。”張安世和田延年連忙說：“陛下聖明，臣唯命是從。”
公元前74年7月（元平元年）年僅2二十二歲的劉弗陵晏駕，在位十三年。
霍光下令國喪五十日，把靈堂設在未央宮東門，滿朝文武日夜守靈；並要求各封國在京設立喪帳，各藩王和外臣十日內到京奔喪。