他们袭用“清君侧”的故伎，令人以燕王刘旦的名义上书昭帝，捏造说：“霍光正在检阅京都兵备，京都附近道路已经戒严；霍光将被匈奴扣留十九年的苏武召还京都，任为典属国，意欲借取匈奴兵力；霍光擅自调动所属兵力。所有这些，是为推翻昭帝，自立为帝。”并声称燕王刘旦为了防止奸臣变乱，要入朝宿卫。
当时制度，吏民上书言事，霍光以领尚书先看，遇有不好的，可压下不报。上官桀只有等到霍光休假沐休时才能代替霍光处理奏章。
于是上官桀趁霍光沐浴之机，将奏章送到昭帝手中，上官桀想通过昭帝把这事批复下来，而后再由他按照奏章内容来宣布霍光的“罪状”，由桑弘羊组织朝臣共同胁迫霍光退位。他们没有想到，当燕王刘旦的书信到达汉昭帝的手中后，就被汉昭帝扣压在那里，不予理睬。
次日早朝，霍光已得知上官桀的举动，就站在张贴武帝所赠“周公辅成王图”的画室之中，不去上朝，以此要求昭帝表明态度。[36]昭帝见朝廷中没有霍光，就向朝臣打听，上官桀乘机回答说：“因为燕王告发他的罪状，他不敢来上朝了。”
昭帝下诏召大将军。霍光进宫，除下将军冠叩头自责。昭帝说：“将军戴上冠，我知道那封书信是在造谣诽谤，将军无罪。”
霍光说：“陛下怎么知道的？”
昭帝说：“将军到广明亭去，召集郎官部属罢了。如果你要调动所属兵力，时间用不了十天，燕王刘旦远在外地，怎么能够知道呢！况且，你如果真的要推翻我，也无须如此大动干戈！”上官桀等人的阴谋被十四岁的昭帝一语揭穿，所有在朝大臣对昭帝如此聪明善断无不表示惊叹，霍光的辅政地位得到了稳固。
上奏书的人后来失踪了，官府追捕得很紧。上官桀等人害怕，就对昭帝说：“小事不值得追究。”昭帝不听。
之后上官桀一党仍然派人诋毁霍光，昭帝怒道：“大将军是忠臣，先帝让他辅佐朕，敢有诋毁他的按罪处置。”
上官桀等不敢再说。昭帝也因此更加亲近霍光而疏远上官一派。
元凤元年九月，上官桀等人的阴谋被揭穿之后，准备发动武装政变。他们计划，由长公主设宴邀请霍光，命埋伏的兵士将霍光杀掉，废除汉昭帝。鄂邑长公主门下的稻田使燕仓知道了他们的阴谋，向大司农杨敞告发，杨敞转告了谏议大夫杜延年。
于是昭帝、霍光掌握了上官桀等人的武装政变计划。遂在这一政变未发动之前，先发制人，将上官桀、桑弘羊等主谋政变的大臣统统逮捕，诛灭了他们的家族。长公主、燕王刘旦自知不得赦免，先后自杀身亡。
九岁的上官皇后因为年纪幼小，又是霍光的外孙女，所以未被废黜。
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