第二天，霍光閱兵回來，聽到有人告發他謀反，就躲在偏殿裏不敢去見漢昭帝。漢昭帝一上朝，沒有看見霍光，就問道：“聽說大將軍閱兵完了，已經回朝，怎麼沒看見他？”左將軍上官桀趕快回答說：“大將軍因為被燕王告發，所以不敢進來。”漢昭帝說：“叫他進來，我有話對他說。”
霍光聽說漢昭帝叫他，趕快來到殿上。他跪下低頭說：“臣罪該萬死，聽候皇上發落！”漢昭帝抬一抬手說：“大將軍請起來，我知道這封告發你的書信是偽造的，你沒有罪。”霍光感激的說：“皇上聖明，是如何這麼快就知道書信是假的呢？”漢昭帝說：“大將軍去閱兵，是在京城附近的地方；調校尉去大將軍府，也還不到十天，燕王在北方距這裏千裏之遙，他怎麼能夠知道這些事？就算他能知道，令人快馬加鞭送信來，今天也還送不到京城。再說，大將軍果真想謀反，調用一個校尉能有什麼用。因此，我認為這一定是有人想要陷害大將軍，才假造了這樣一封書信。我雖然年少，卻也看出了它的破綻。”這時侯，漢昭帝才14歲，他就能把問題看得這樣清楚，使得朝廷上的文武百官都刮目相看。
漢昭帝不但沒有治霍光的罪，並且還當場下令，要追查假造書信的人。上官桀怕追查下去陰謀敗露，就勸漢昭帝說：“這是小事情，還是交給我們臣下來處理吧。”漢昭帝卻沒有聽信他的話，專門派人追查。
上官桀怕漢昭帝繼續追查，禍及自身，就采取以攻為守的策略，他們屢次在漢昭帝麵前誹（fěi）謗霍光。漢昭帝每次聽了都搖頭，他說：“霍將軍是忠臣，先帝臨終前囑咐他輔佐我治理天下。他幫我辦了很多大事，這是大家都看到的。今後再有人陷害他，我一定要從重責罰。”從此以後，上官桀他們才不敢再說霍光的壞話了。但上官桀他們又布置了另一個陰謀，由蓋長公主出麵請霍光喝酒，在廳堂四周埋伏下殺手，準備乘公主勸酒的時候，讓殺手把霍光殺死，然後再廢掉漢昭帝，迎立燕王做皇帝。
可是上官桀他們的這一個陰謀，還沒有來得及實行就敗露了。霍光上奏漢昭帝以後，殺了上官桀、上官安、桑羊弘、丁外人等一夥。燕王劉旦和蓋長公主見大勢已去，都自殺了。一場叛亂又被霍光平定了下去。
霍光輔佐漢昭帝13年，把國家治理得很好，但漢昭帝在21歲那年就得病去世了。昭帝沒有兒子，霍光和皇太後商量，決定迎立漢武帝的孫子昌邑王劉賀做皇帝。沒想到昌邑王劉賀是個荒淫無道的家夥，他胡亂批改奏章、發布命令，把國家搞得一團糟。因此，霍光跟丞相楊敞、車騎將軍張安世、禦史大夫蔡誼等文武大臣商量，奏請皇太後批準，廢了昌邑王劉賀，另立漢武帝的曾孫劉詢為皇帝，就是漢宣帝。
漢宣帝即位的時候，也很年青，霍光又忠心耿耿輔佐他六七年，直到宣帝親政。漢宣帝二年（前68年），霍光患病逝世。漢宣帝和皇太後親自為霍光主持喪禮，用十分隆重的禮儀把他安葬在茂陵漢武帝的陵墓旁邊。
霍光受武帝重托，一心為公輔佐了兩個皇帝，使漢朝渡過了一個又一個難關，是一個真正的功臣。