哀帝在位六年，死時二十六歲，沒有兒子嗣位。他的祖母傅氏、母親丁氏，也已經先他死去。太皇太後王政君得知哀帝死訊，立即趕往未央宮收取皇帝的印璽，並派人急召她的侄子王莽入宮主持喪事。接著，罷去大司馬董賢的職務，由王莽接替。又派車騎將軍王舜持節前往中山國，迎接中山王劉箕子（即劉衍）來京師繼位。他就是漢平帝。
平帝即位時年僅九歲，由太皇太後臨朝稱製，大司馬王莽掌管朝政。平帝的母親衛姬及外家，都不準來京師侍候平帝。這位小皇帝成為漢家的招牌，實際的朝政大權落入王氏家族手中，而王莽是其中的核心人物。
王莽發跡，與王氏家族的勃興，息息相關。他的先世田安，即項羽所封濟北王。田安失國之後，齊人稱之為“王家”，因此就以“王”為姓。王莽的曾祖父王賀，武帝時為繡衣禦史。祖父王禁，宣帝時任過廷尉史。他們都是漢廷的一般官員。直到王莽的姑母王政君，在元帝時被立為皇後，這個舊的貴族之家，才由衰微而再度勃興。漢成帝即位後，王政君成了皇太後，王氏一族貴幸傾朝。他們先後有十人封侯，五人為大司馬，大將軍領尚書事，執掌漢家的朝政大權。朝廷公卿、大夫、侍中、諸曹、郡國守相、刺史，也多出自王氏之門。王氏家族成為西漢末年權勢最大的政治集團，王莽即依附這個家族一躍而為漢朝的頭麵人物。
王莽的父親王曼，是王政君的異母弟。因為王曼早死，來不及封侯，所以王莽自幼孤貧。但是他“內事諸父，曲有禮意”（《漢書，王莽傳》），受到王氏兄弟的信任。王鳳病重時，王莽小心侍候，連月不解衣帶。臨死前，王鳳薦舉他為黃門郎，又遷射聲校尉。後來，又經他的叔父王商，以及一些官員的推薦，成帝封他為新都侯，擢遷為騎都尉、光祿大夫侍中。為了謀取高官厚祿，王莽收養名士，對賓客施加小恩小惠，結交朝廷的大官僚，作為他的進身之階。綏和元年（前8年），由於他的叔父王根的推薦，王莽接替王根為大司馬，執掌漢廷大權。但是，不久成帝死去，哀帝繼位，外戚傅氏、丁氏得勢，王莽被迫辭職。元壽二年（前1年），哀帝死，王莽才重任大司馬。
王莽執政之後，為了鞏固自己的地位，並進一步奪取漢室最高權力，便大施各種權術。他培植黨羽，安插心腹，提拔附順他的官員。他的親信王舜、王邑、甄豐、甄邯、平晏、劉歆、孫建等人，都分別授予重要的職務。對官員中的異己者則加以排斥，有的免官，有的罷去官爵後遷徙邊遠地區。甚至連他的叔父王立，也被遣回封地，以免幹涉他的行動。同時，他還唆使公卿上書太皇太後，攫取州牧及二千石官員的任免權。
為了籠絡人心，取得宗室、老臣的支持，王莽大封宗室和功臣的後代為侯。對二千石以上的退休官員，則發給原來俸祿的三分之一，直到老死為止。當青州（今山東地區）、其它郡國發生旱災、蝗災時，王莽率先上書，表示願捐錢一百萬，獻出土地三十頃，交大司農分給貧民。遇有自然災害發生，他就素食，以博取憂國憂民的聲譽。
王莽又利用古文經學派，作為代漢及改製的工具。事情是這樣：漢武帝尊崇儒術，立太學，設置五經博士及弟子員。博士們傳授的經書，都是用漢代通行文字隸書書寫的，所以稱為“今文經”。當時的公羊學，以及後來的穀梁學，即屬於今文經學派，曾經盛行一時。到成、哀之際，劉歆受命校訂秘府藏書，曾發現一部《春秋左氏傳》，是用先秦古文字寫成的。劉歆認為，它的作者左丘明，與孔子是同時代人，他們的好惡也相同。與《公羊傳》、《穀梁傳》依靠傳聞解釋經義相比，《左氏傳》更符合《春秋》宗旨。因此，劉歆建議將《春秋左氏傳》，還有當時陸續發現的《逸禮》、《古文尚書》、《毛詩》等都列於學官。但是，博士們不讚成，劉歆寫信指責他們，結果遭到一陣攻擊。因為今文經學派勢力大，劉歆隻好離開京師，到外地當郡守去。劉歆要立的四種經書，都是用先秦篆文書寫的，所以稱為“古文經”。隨著古文經學的興起，儒家發生了內爭，儒學也分成為兩派。今文經與古文經不僅文字不同，更主要的還在它們釋經的內容、政治曆史觀也大相徑庭，於是便演變成以經學為形式的政治派別的鬥爭。
平帝即位後，王莽執掌大權，古文經學美化古製，倡導複古的主張，正是新莽代漢、托古改製最好的工具。在王莽的支持下，古文經學再度興起。他將劉歆召回朝廷，委以重任，先後任右曹太中大夫，遷中壘校尉、羲和、京兆尹，又封紅休侯，掌儒林史卜之官。劉歆要表彰的《春秋左氏傳》、《逸禮》、《古文尚書》、《毛詩》四種古文經，也都列於學官。王莽還擴充太學，擴建太學生房舍。增立《樂經》於學官，將五經增為六經。每經的博士增為五人，每個博士領弟子三百六十人，進一步擴大博士及其弟子的人數。在郡縣設立學校，設置經師，招收生徒。他又網羅天下異能之士，凡通曉《逸禮》、《古文尚書》、《毛詩》、《周官》、《爾雅》、天文、圖讖、鍾律、《月令》、兵法、《史篇》、小學、醫藥、方技的人，由地方官備車馬遣送京師，前後達數千人。王莽所征募的“異能”之士，自然都是古文經的信奉者。他們在京城討論經傳，撰寫釋經的文字，“正乖繆，壹異說”（《漢書，王莽傳》），對今文經學發動攻擊，並作為異端思想加以剿殺，以求達到統一學術思想的目的。王莽通過表彰古文經學，為新莽代漢、托古改製造成輿論。在經學的外衣下，思想學術愈益演變為政治說教，成為維護這個政權合法化的工具。
與此同時，王莽攫取漢室最高權力也在加緊進行。他出任大司馬僅僅幾個月，便指使親信上書替他邀功請賞，終於得到太皇太後的寵信，封為太傅，賜號“安漢公”。元始三年（公元三年），王莽又策劃立他的女兒為皇後。翌年，他果然成了平帝的嶽父。這種聯姻無疑使王莽既得的權力進一步得到了鞏固。但是王莽並不滿足，他的心腹王舜等人，又上書大造輿論，認為王莽的“功德”，可與殷朝的阿衡伊尹、周朝的太宰周公相比，應兼采“阿衡”、“太宰”的稱號，以“宰衡”封王莽，位居上公。於是，太皇太後親封拜，王莽官為宰衡、太傅、大司馬，可謂位極人臣。他還接受“九命之錫”，即皇帝賜予九種表示極尊的器物，其權勢之大和聲望之高，都達到了無以複加的地步。就在這時，泉陵侯劉慶上書聲稱：漢平帝年輕，“宜令安漢公行天子事，如周公”（《漢書，王莽傳》）。王莽問鼎的野心，正在一步步實現。然而他行天子事，平帝畢竟是絆腳石。正是在這一關鍵時刻，平帝突然駕崩，使王莽更加得心應手。在他一手操縱之下，宣帝最小的玄孫、年僅兩歲的孺子嬰，被立為皇太子。一時，王莽代漢輿論四起，符命圖讖隨之出現。有人浚井挖得一塊白石，上麵寫有紅字：“告安漢公莽為皇帝”。王莽指示親信上奏此事，太皇太後無可奈何，令王莽居攝踐祚。於是，王莽服天子？冕，南麵朝群臣，做起了“假皇帝”。僅僅過了三年，王莽以假造的金匱符命，逼令元後交出傳國璽，準備改朝換代。公元九年，王莽拋掉孺子嬰，摘下漢家招牌，改國號為“新”，改元“始建國”，做了真皇帝。
王莽攝政及代漢，不僅沒有使西漢末年的社會危機得以緩和，反而愈益加深了。還在他攝政剛剛四個月，宗室劉崇因不滿王莽專製朝政，遂與張紹合謀起兵攻宛（今河南南陽）。第二年，東郡太守翟義移檄郡國，以王莽“毒殺平帝，攝天子位，欲絕漢室”為號召，發兵十餘萬討伐王莽。槐裏人趙明、霍鴻等人，在關中起兵響應。王莽驚恐萬狀，立即分派王邑、孫建、王奇、王級將兵鎮壓。王莽建立新朝那年，又有宗室劉快起兵膠東。這些反莽的兵火，大多屬統治集團內部相互火拚，表明王莽代漢與正統觀念格格不入，給新莽政權又蒙上一層陰影。