竟宁元年(公元前33年)五月，汉元帝在长安未央宫去世，终年四十二岁。葬于渭陵(今陕西咸阳东北)。死后庙号高宗，谥号孝元皇帝。太子刘骜登基，是为汉成帝。

司马光这样评论汉元帝：“甚矣孝元之为君，易欺而难寤也!夫恭、显之谮诉望之，其邪说诡计，诚有所不能辨也。至于始疑望之不肯就狱，恭、显以为必无忧。已而果自杀，则恭、显之欺亦明矣。在中智之君，孰不感动奋发以厎邪臣之罚!孝元则不然。虽涕泣不食以伤望之，而终不能诛恭、显，才得其免冠谢而已。如此，则奸臣安所惩乎!是使恭、显得肆其邪心而无复忌惮者也。”

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