金日磾发现他们神情异样，心里怀疑他们，暗中注意他们的动静，与他们一同上殿下殿。马何罗觉察到金日磾的用意，因此，很久没有机会动手。这时汉武帝驾临林光宫，金日磾有小病在殿内休息。马何罗与马通以及小弟马安成假传圣旨深夜外出，一起杀了使者，发兵起事。
第二天早上，汉武帝还没有起床，马何罗便从外面冲了进来。这时，金日磾正在上厕所，心里一动，马上进入汉武帝卧室，躲在内门后。一会儿，马何罗袖藏利刃，从东厢而上，看见金日磾，神情大变，跑向汉武帝的卧室，不料撞到宝瑟，摔倒在地。金日磾得以抱住马何罗，随即高声呼喊：“马何罗造反！”
汉武帝从**惊起。侍卫拔刀想杀马何罗，汉武帝恐怕伤到金日磾，阻止他们不要用刀杀。金日磾揪住马何罗的脖子，把他摔到殿下，侍卫才把他捉住捆绑起来，对其彻底审讯，最后他们都伏法受诛。金日磾因此以忠诚笃敬、孝行节操而闻名。
上官桀是陇西上邦人，他年轻的时候做过羽林期门郎。有一次，他跟随汉武帝去甘泉宫，赶上大风，车不能前进，就解下车盖让上官桀拿着。上官桀捧着车盖，虽然风很大却并没有被车落下，不久下起了雨，他就用车盖替汉武帝挡雨。
汉武帝对他的勇力很是欣赏，就升他做了未央厩令。汉武帝曾经身体不太舒服，等到病好之后，去看马，发现马大多瘦了。于是，汉武帝大怒，说：“你认为我再也见不着这些马了吗？”要治他的罪。
这时，上官桀叩头说：“我听说皇上身体不适，就日日夜夜为您担心，哪里还顾得上看马呀？”话还没有说完，眼泪就一串串地落了下来。
汉武帝认为他对自己很忠心，因此十分亲信他，让他做了侍中，逐渐升为太仆。
这三个人当中，汉武帝对霍光尤为器重。于是他就打算以霍光为主要辅佐刘弗陵的人物，但他没把心里的打算说出来，而是命黄门画了一幅周公背成王朝诸侯图赐给霍光。
二月的一天，霍光、金日磾等一行人跪伏在汉武帝的床前问安。霍光看到皇上危在旦夕，可能将不久于人世，而储君至今还没有立，怕汉武帝突然驾崩，祸危社稷，便趁汉武帝清醒时，跪在榻前泣问道：“陛下一旦不讳，应该由谁来继承大位呢？”
汉武帝说：“前日所赐周公负成王朝见诸侯图，难道你还没有理解它的含义吗？立少子弗陵，由你行周公之事！”
霍光叩头谢辞道：“臣不如金日磾！”金日磾也在旁边，急忙叩头推辞，诚恳地说道：“臣德才远不如霍光，况且臣是外国人，若使辅弼幼主，必会使匈奴轻视我大汉！”
汉武帝说道：“你们两人素来都忠心耿耿，朕久已深知，都不必推辞，朕自有安排。”霍光、金日磾见汉武帝再不说话，只好叩头退出。
二月十二日，汉武帝颁布诏书，立8 岁的皇子弗陵为皇太子。
二月十三日，汉武帝命霍光为大司马、大将军，金日磾为车骑将军，上官桀为左将军，桑弘羊为御史大夫，田千秋仍为丞相。宣五人入内。
五位顾命大臣齐跪在汉武帝榻前，叩头拜见。
汉武帝已命在旦夕，不能多言，只能颔首作答。五位顾命大臣拜受遗诏。遗诏曰：
制诏：朕体不安，已无痊愈之望，即将永诀。望辅弼诸臣，宜谨奉皇太子，尽心竭力。制告皇太子善待百姓，轻赋敛，近圣贤，信谋臣，以身奉行名教和祖宗法制。遵循朕的告诫，才有资格君临天下。要牢记秦二世灭亡的教训，终生不得疏忽。
苍天不可久视，大地不可久履，朕就此诀别。告诫后世子孙，兢兢业业，切勿辜负天地的恩德！
二月十四日，汉武帝驾崩于五柞宫。遗体运回未央宫前殿入殓。
终年70 岁，在位55 年。
二月十五日，皇太子刘弗陵在柩前继皇帝位，是为汉昭帝。霍光、金日磾、上官桀三人共领尚书事，大司马、大将军霍光总揽朝政，国家政令都由他制定。几位大臣同心协力，忠于职守，贯彻汉武帝末年安国富民的大政方针，平稳地完成了政权的交接，为朝野臣民所称颂。
三月二十二日，入殓后的汉武帝，口含蝉玉，身着金缕玉匣，匣上皆镂以蛟龙鸾凤龟麟之像，以辒辌车载柩，黄屋左纛，在极其庞大的送葬队伍的护送下，葬于茂陵。茂陵在群墓的拱卫之下，巍巍耸立，仰视昊天，俯瞰后土。阅尽人间沧桑。一代天骄、叱咤风云的大汉孝武皇帝，长眠于世。
