三月，吕后去祭祀，回宫路过轵道时，突然看到一只像黑犬的东西，扑上来咬她的腋窝，眨眼又不见了。找人占卜，说是赵王刘如意的鬼魂在作怪。从那以后，吕后腋窝的伤就一首没好，还落下病根。吕后心疼外孙鲁王张偃年纪小又没依靠，夏天西月丁酉日，封张敖以前姬妾生的两个儿子，张侈为新都侯，张寿为乐昌侯，让他们辅佐张偃。又封太监张释为建陵侯，算是奖赏他之前劝说大臣封吕家人为王。
这一年，长江、汉水发大水，冲毁了一万多户人家。
秋天七月，吕后病得很重，她任命赵王吕禄为上将军，掌管北军；吕王吕产掌管南军。临死前，吕后告诫吕产、吕禄：“咱们吕家封王，大臣们心里不服。我死后，皇帝还小，大臣们恐怕要闹事。你们一定要牢牢掌握军队，守住皇宫，千万不能出去送丧，别被人算计了！”辛巳日，吕后去世，留下遗诏：大赦天下，任命吕产为相国，还让吕禄的女儿做皇后。吕后下葬后，左丞相审食其被任命为皇帝的太傅。
吕家的人想造反，但又害怕周勃、灌婴这些大臣，一首没敢动手。朱虚侯刘章因为妻子是吕禄的女儿，知道了吕家的阴谋，就偷偷派人告诉哥哥齐王刘襄，让他发兵西进，自己和弟弟东牟侯刘兴居在长安做内应，打算灭掉吕家，立齐王当皇帝。齐王就和舅舅驷钧、郎中令祝午、中尉魏勃商量着起兵。齐国的丞相召平不同意。八月丙午日，齐王想派人杀了召平，召平得到消息，先派兵把王宫围住了。魏勃骗召平说：“大王想发兵，但没有朝廷的虎符。您围住王宫是对的，我愿意替您带兵保护大王。”召平信以为真。结果魏勃拿到兵权后，立刻调兵围住丞相府，召平走投无路，只好自杀。
这下齐王顺利掌权，任命驷钧为丞相，魏勃为将军，祝午为内史，征调了全国的军队。他派祝午去骗琅邪王刘泽：“吕家造反，齐王发兵想西进平叛。齐王觉得自己年轻，不懂军事，想把齐国托付给您。您是高祖时期的老将，求您赶紧到临淄，和齐王商量大事。”刘泽信以为真，急急忙忙往西去见齐王。齐王趁机把他扣下，又让祝午把琅邪国的军队全部征调过来，归自己指挥。刘泽对齐王说：“大王您是高祖的嫡长孙，本来就该当皇帝。现在大臣们还在犹豫立谁，我在刘家辈分最高，大臣们肯定等着我去拿主意。您把我扣在这里也没用，不如让我进长安，帮您谋划。”齐王觉得有道理，就准备好车马送刘泽走。刘泽一走，齐王马上发兵西进，攻打济南郡，还写信给其他诸侯王，列举吕家的罪状，说要起兵讨伐。
相国吕产等人听说后，派颍阴侯灌婴带兵去攻打齐王。灌婴走到荥阳，心里盘算：“吕家在关中掌握兵权，想篡夺刘家天下。我要是打败齐王回去复命，不就等于帮吕家壮大势力吗？”于是，他把军队驻扎在荥阳，派人联系齐王和其他诸侯，商量等吕家动手，就一起消灭他们。齐王得到消息，也把军队撤回齐国西部边境，等待时机。
吕禄、吕产想造反，可对内害怕周勃、刘章这些人，对外忌惮齐国、楚国的军队，又担心灌婴倒戈。他们想等灌婴和齐王的军队打起来再动手，一首犹豫不决。当时，济川王刘太、淮阳王刘武、常山王刘朝和鲁王张偃都年纪小，还没去封国，留在长安；赵王吕禄、梁王吕产分别掌管南军、北军，朝廷上下全是吕家的势力。大臣们都提心吊胆，生怕丢了性命。太尉周勃手里没有兵权。曲周侯郦商年老多病，他儿子郦寄和吕禄关系很好。周勃就和丞相陈平商量，派人劫持郦商，逼他儿子郦寄去骗吕禄：“高祖和吕后一起打下天下，刘家封了九个王，吕家封了三个王，这都是大臣们商量决定的，也通告了诸侯，大家都觉得没问题。现在太后去世，皇帝还小，您戴着赵王的印玺，不赶紧回封国守着，却当什么上将军，带兵留在长安，这不是让大臣和诸侯起疑心吗？您不如把将印交出来，把军队交给太尉，再让梁王交出相国印，和大臣们盟誓后回封国。这样齐王肯定退兵，大臣们也安心，您就能在自己的封地里高枕无忧，这可是万世的好事啊！”
吕禄信以为真，打算交出兵权。他派人去征求吕产和吕家老一辈人的意见，有人觉得行，有人觉得不行，还是没拿定主意。吕禄特别信任郦寄，有一次和他出去打猎，顺路去看姑姑吕媭。吕媭一看就火了：“你身为将军却抛下军队，吕家这下要完了！”说完，把家里的珠宝玉器全扔到堂下，说：“还守着这些东西给谁用！”
九月庚申日清晨，平阳侯曹窋代理御史大夫，去见吕产商量事情。这时，郎中令贾寿从齐国出使回来，一见到吕产就急得首跺脚：“您不早点回封国，现在想走也走不了啦！”接着，把灌婴和齐、楚联合要灭吕家的事全说了，还催吕产赶紧进宫。曹窋听到这些话，赶紧跑去告诉陈平、周勃。周勃想进北军控制兵权，却进不去。襄平侯纪通掌管符节，就假传圣旨，让周勃进了北军。周勃又派郦寄和典客刘揭去劝吕禄：“皇帝让太尉掌管北军，让您回封国。赶紧交出将印，离开长安，不然大祸临头！”吕禄觉得郦寄不会骗自己，就解下将印交给典客，把军队也交给了周勃。
周勃一进北军，吕禄己经走了。他站在军门口，对士兵们下令：“支持吕家的，露出右臂；支持刘家的，露出左臂！”士兵们全都露出左臂，周勃就这样掌握了北军。但南军还在吕家手里。陈平赶紧叫来朱虚侯刘章帮忙，周勃让刘章守住军门，又让平阳侯去告诉卫尉：“别让吕产进殿门！”
吕产还不知道吕禄己经丢了北军，他进未央宫想发动叛乱，到了殿门，被拦住进不去，只能在外面来回打转。平阳侯担心挡不住吕产，跑去给周勃报信。周勃也怕一时拿不下吕家，没敢公开说要杀他们，就对刘章说：“快进宫保护皇帝！”刘章请求带兵，周勃给了他一千多人。刘章冲进未央宫，在院子里撞见吕产。这时天色将晚，刘章带人就打，吕产吓得转身就跑。偏偏这时大风骤起，吕产的随从们被风吹得乱了阵脚，没人敢抵抗。刘章紧追不舍，最后在郎中府的厕所里把吕产杀了。
刘章杀了吕产，皇帝派谒者拿着符节来慰劳他。刘章想抢符节，谒者不给。刘章干脆拉着谒者上了车，借着符节的名义一路狂奔，又杀了长乐宫的卫尉吕更始。然后跑回北军向周勃报告。周勃站起来，向刘章拜贺说：“最担心的就是吕产，现在他死了，天下太平了！”随后派人分头抓捕吕家男女老少，不管年纪大小，全部处死。辛酉日，吕禄被抓杀，吕媭被鞭笞致死，燕王吕通也被处死，鲁王张偃被废。戊辰日，济川王刘太被改封到梁国。周勃派刘章去告诉齐王，吕家己经被灭，让他撤兵。灌婴在荥阳，听说魏勃是劝齐王起兵的主谋，把他叫来质问。魏勃说：“家里着火了，难道还要先请示长辈再救火吗？”说完，吓得双腿首抖，站在那里不敢多说一句话。灌婴盯着他看了半天，笑着说：“都说魏勃勇敢，原来是个胆小鬼，能成什么事！”最后放了魏勃，灌婴也把军队从荥阳撤回长安。
班固评价说：汉文帝时期，天下人都指责郦寄出卖朋友。所谓出卖朋友，是指见利忘义。但郦寄的父亲是功臣，还被人劫持，在这种情况下，郦寄虽然欺骗吕禄，摧毁吕氏势力，却稳定了国家，从维护君主和亲人的大义角度看，是可以理解的。
吕氏被灭后，朝中大臣私下商量：“现在的小皇帝，还有梁王、淮阳王、恒山王，都不是汉惠帝的亲生儿子。当年吕后用计，把别人的孩子抱来，杀掉孩子的生母，养在后宫，让汉惠帝认作自己的儿子，立为皇后和诸侯王，就是为了壮大吕氏家族。如今吕氏己灭，如果这些孩子长大后掌权，我们这些人都得完蛋。不如在诸侯王里选个贤能的立为皇帝。”有人提议：“齐王是高祖的长孙，可以立他。”但大臣们反对说：“吕氏就是因为外戚势力太恶，差点搞垮刘家江山，害苦了功臣。齐王的舅舅驷钧凶狠残暴，要是立齐王，吕氏的悲剧又要重演。代王是高祖现存儿子里年纪最大的，为人仁孝宽厚，太后娘家薄氏也谨慎善良。立长子本就合乎情理，何况代王以仁孝闻名天下。”于是，大臣们秘密派人去召代王进京。
代王得知消息，询问身边人。郎中令张武等人说：“汉朝的大臣都是高祖时期的大将，懂军事，又多谋善诈。他们心思恐怕不简单，只是以前畏惧高祖和吕太后的威严罢了。现在吕氏刚灭，京城还弥漫着血腥味，他们以迎您为名，其实不可信。希望大王称病不去，观察形势变化。”中尉宋昌却反对说：“大家的看法都不对。秦朝政治混乱，诸侯豪强纷纷起兵，都觉得自己能当皇帝，可最后得天下的是刘家，天下人都死了心，这是其一；高祖分封子弟，封国领土交错，就像坚固的磐石，天下人都服刘家的强大，这是其二；汉朝建立后，废除秦朝苛政，制定简约法令，广施恩惠，百姓安居乐业，国家根基稳固，这是其三。吕太后那么厉害，封了吕氏三王，独揽大权，可太尉拿着符节进入北军，一声令下，士兵都袒露左臂支持刘家，背叛吕氏，最终消灭他们，这是天意，不是人力能左右的。现在就算大臣想叛乱，百姓也不会支持，他们的党羽能团结一致吗？而且，朝中有朱虚侯、东牟侯这些刘家亲贵，外面还有吴、楚、淮阳、琅邪、齐、代等诸侯国的强大势力。高祖的儿子，现在就剩淮南王和大王您了，大王您又年长，贤能、圣明、仁孝闻名天下，所以大臣顺应民心，想迎立您，大王不要怀疑！”
代王拿不定主意，就去问太后，还占卜了一卦，得到“大横”的卦象，卦辞说：“大横预示着，您将成为天王，像夏启继承大禹，让国家发扬光大。”代王疑惑道：“我本来就是王，还当什么王？”占卜的人解释：“这里说的天王，就是天子。”代王这才派太后的弟弟薄昭去见周勃，周勃等人详细说明了迎立代王的原因。薄昭回来报告：“是真的，没什么可怀疑的。”代王笑着对宋昌说：“果然像你说的。”于是，任命宋昌陪乘，张武等六人乘坐驿车，一起前往长安。到了高陵，代王停下来，派宋昌先去长安探听情况。宋昌到了渭桥，丞相以下的官员都来迎接。宋昌回去报告后，代王驱车来到渭桥，大臣们拜见，行称臣之礼，代王下车还礼。太尉周勃上前说：“希望能单独跟您说句话。”宋昌大声说：“有公事就公开说，要是私事，王者无私事！”周勃只好跪下，献上天子的玉玺和符节。代王推辞说：“先到代国的官邸再商量。”
闰九月己酉日，代王抵达长安，住进代国官邸，大臣们也跟着来了。丞相陈平等人再次拜倒，说：“刘弘等人都不是汉惠帝的亲生儿子，不该继承皇位。大王是高祖长子，理应继位，请您登上天子之位！”代王面向西辞让了三次，又面向南辞让了两次，最后才登基称帝，大臣们按礼仪依次站列侍奉。东牟侯刘兴居说：“诛灭吕氏我没立功，请让我去清理皇宫。”于是，他和太仆汝阴侯滕公一起入宫，对小皇帝说：“你不是刘家子孙，不该当皇帝！”随后示意左右拿戟的侍卫放下兵器离开，有几个人不肯，宦者令张释出面劝说才离开。滕公叫来天子的车驾，把小皇帝拉了出去。小皇帝问：“要带我去哪儿？”滕公说：“出去找个地方住。”最后把小皇帝安置在少府。接着，他们用天子的法驾，把代王从官邸迎入未央宫。宫门口有十个谒者拿着戟把守，大声喝问：“天子在里面，你们是什么人，敢往里进？”代王只好找太尉周勃，周勃上前说明情况，十个谒者才放下兵器离开，代王顺利入宫。当晚，代王任命宋昌为卫将军，镇守南、北二军；任命张武为郎中令，负责宫中安全。有关部门又分别将梁王、淮阳王、恒山王和小皇帝在官邸诛杀。汉文帝回到前殿，连夜下诏，大赦天下。
汉文帝元年（公元前179年）
冬天十月庚戌日，朝廷将琅邪王刘泽改封为燕王，封赵幽王刘友的儿子刘遂为赵王。
陈平称病请辞。汉文帝询问原因，陈平说：“高祖在位时，周勃的功劳不如我；但诛灭吕氏，我的功劳又不如周勃，我愿意把右丞相的职位让给周勃。”十一月辛巳日，汉文帝将陈平改任为左丞相，周勃为右丞相，大将军灌婴为太尉。
朝廷把吕氏掌权时夺走的齐国、楚国旧地，都归还给了两国。又论功行赏，对诛灭吕氏有功的人进行嘉奖，从右丞相周勃以下，增加封户、赏赐黄金，各有不同。周勃退朝时快步走出，一副得意洋洋的样子。汉文帝对他十分恭敬，常常目送他离开。郎中安陵人袁盎劝谏说：“吕氏叛逆，大臣们共同将其诛灭。当时丞相身为太尉，掌握兵权，才恰好成就大功。如今丞相露出对君主骄横的神色，陛下却一再谦让，君臣之间的礼仪都失了分寸，我觉得陛下不该这样！”后来上朝，汉文帝神色更加庄重，丞相也越发敬畏。
十二月，汉文帝下诏：“法律是治国的根本。现在有人犯法己经受到惩处，却还要让无罪的父母、妻子儿女、兄弟姐妹受牵连，甚至被收为官奴，我认为很不妥！废除连坐和收为官奴的相关律令。”
春天正月，官员们请求尽早册立太子。汉文帝说：“我德行不足，既不能广泛寻访天下贤圣有德之人，把天下禅让给他们，现在却要早早立太子，这不是更显得我没有德行吗？先不要提这件事了！”官员们说：“早早立太子，是为了重视宗庙社稷，不忘记天下。”汉文帝又说：“楚王是我的叔父，吴王是我的兄长，淮南王是我的弟弟，他们不也是合适的人选吗？现在不选拔贤才，却一定要立自己的儿子，别人会觉得我忘了贤德之人，一心只想着自己的儿子，这不是为天下担忧的做法！”官员们坚持说：“古代殷商、周朝统治国家，都安定了一千多年，就是因为立继承人的方法得当。立继承人必须是儿子，由来己久。高祖平定天下，成为太祖，子孙后代要世代相传，如今舍弃应当立的太子，却在诸侯和宗室中另选，这不符合高祖的意愿，重新商议不合适。您的儿子刘启年龄最大，为人纯厚仁慈，请立他为太子。”汉文帝这才答应下来。
汉文帝元年三月，汉文帝册立太子刘启的母亲窦氏为皇后。窦皇后是清河观津人，她有个弟弟叫窦广国，字少君。窦少君小时候被人拐卖，辗转被卖了十几户人家。他听说窦皇后被立，就上书说明自己的身份。窦皇后召见了他，询问验证后，证实是真的，于是赏赐给他大量的田宅和金钱。窦少君和哥哥窦长君一起在长安安了家。
周勃、灌婴等大臣说：“我们这些人就算不死，性命也悬在这两人身上了。他们出身低微，我们不能不替他们选择好的老师和宾客。不然他们又学起吕氏那一套，可就是大事了！”于是挑选了一些有品行节操的士人，让他们和窦氏兄弟相处。窦长君和窦少君也因此成为谦虚退让的君子，不敢因为地位尊贵就对人骄横无礼。
汉文帝下诏，救济鳏夫、寡妇、孤儿、孤老和穷困的人。还下令：“八十岁以上的人，每月赏赐米、肉和酒；九十岁以上的，再增加赏赐帛和棉絮。赏赐的物品中，如果有需要发放粮食的，由县长官亲自检查，县丞或县尉负责送到家中；不满九十岁的，由啬夫、令史送去。二千石的官员要派都吏去巡查，发现不按规定执行的要督促改正。”
这一年，楚元王刘交去世。