汉元帝建昭四年( 公元前35年)六月初五，中山王刘竟去世。刘竟是元帝的幼弟，跟皇太子刘骜年龄相仿，一起游学长大。刘竟去世后，刘骜前往吊丧。元帝看到太子，怀念幼弟，悲哀得不能自制。可是面前的太子却并无悲容，元帝对此非常怨恨。
汉元帝对太子刘骜不满，说：“天下哪有一点慈爱心肠都没有，却可继承宗庙，做人民父母的人?”这时，驸马都尉、侍中史丹正充任太子刘骜的监护人。元帝责备史丹，史丹免冠请罪说：“我确实看到陛下哀痛中山王，以致身体瘦损。前些时，太子应当进见，我暗中嘱咐他，不要流泪哭泣，以免陛下伤心。罪过在我，我应该被处死。”元帝认为史丹说的有道理。
当初，太子刘骜从小喜欢经书，宽厚、博学、谨慎。可是后来却爱饮酒，贪图安乐，元帝认为他没有能力。而另一位皇子山阳王刘康颇有才干，其母亲傅昭仪又受到宠爱，元帝因此有意要改封刘康为太子。元帝晚年多病，不问政事，喜爱音乐。有时把军中所用的鼙鼓放在殿下，元帝亲自走到廊上，凭倚栏杆，用铜丸从远处投击鼓面，发出紧密的节奏。后宫与左右有音乐素养的人都办不到，可是刘康却能够。元帝多次夸奖他的才干。史丹进言说：“才干的含意是：聪明而喜好学问，温习旧的知识，能够得到新的理解和体会。皇太子就是这样的人。如果用演奏乐器的能力衡量人，那么陈惠、李微比匡衡高明，但他们可以辅助国政吗!”元帝沉默不语，一笑了之。
待到元帝卧病，傅昭仪和她的儿子山阳王刘康经常在病床前侍奉。而皇后王政君和太子刘骜，却很少前来进见。元帝的病情加重，心绪不宁，几次向尚书查问汉景帝废掉皇太子刘荣，改立胶东王刘彻当皇太子的旧事。此时，太子的大舅父阳平侯王凤任卫尉、侍中，和皇后、太子忧心忡忡，不知道用什么办法才能挽救危局。史丹是元帝亲信的大臣之一，因此能够直接进入寝殿探病，等到元帝单独躺着的时候，他径直进到寝殿，在青蒲上叩头，流着泪说：“刘骜以嫡长子的身份被封为太子，已十余年，其尊号家喻户晓。天下无不归心，愿做他的臣子。我见山阳王刘康一向深得陛下宠爱，现在道路上的人纷纷传言，既有为国家也有为个人的考虑，认为太子的地位不稳。若果真如此，三公、九卿以及以下高级官员，必然以死相争，拒绝接受这样的诏命。我请求陛下先赐我死，以为群臣表率。”
元帝向来仁慈，不忍看着史丹伤心流泪，而史丹的话又非常恳切中肯，甚为感动，有所觉悟，喟然叹息说：“我的病一天比一天沉重，太子刘骜、山阳王刘康、信都王刘兴，年纪都小，心中思恋，对他们的未来怎么会不挂念!可是，我并无改立太子之意。皇后王政君一向谨慎小心，先帝又喜爱太子，我怎么能违背他的旨意?你是在哪里听到这些话的?”史丹立即向后退，叩头说：“我愚昧妄信传言，罪当处死。”汉元帝于是接受劝谏，对史丹说：“我的病势加重，恐难痊愈，你要好好辅佐太子，不要令我失望!”史丹啜泣着站了起来，太子被定为继承人。
汉元帝竟宁元年(公元前3 3 年)五月二十四日，元帝在未央宫驾崩。六月，太子刘骜即帝位。