绥和二年三月丙戌(前7年4月17日)，汉成帝刘骜死在了赵合德的怀抱中，也算是“牡丹花下死，做鬼也风流”。但由于汉成帝的儿子都在他之前死亡，为延续汉家天下，只能从诸侯王孙中挑一人继承王位。
当时最合适的人选除了刘欣，还有中山孝王刘兴。刘欣是汉元帝刘奭的孙子，定陶恭王刘康之子;刘兴是汉元帝刘奭第三子，汉成帝的弟弟，两人同时入朝。御史大夫孔光列举了古代皇位兄终弟及的例子，主张立刘兴为太子。但汉成帝没有同意，他认为刘兴没有才干，两人又是兄弟，不能“相入庙”。而刘欣则是“文辞博敏”，并且得到了赵合德与汉成帝舅舅王根的大力称赞，最终刘欣在绥和元年成为皇太子。一年后，汉成帝去世，刘欣继承皇位，是为汉哀帝。
刘欣继位时年仅十九岁，但他已经意识到西汉社会出现的种种问题。刘欣在位前，外戚王氏一族掌握朝中大权，为了打压专权的王氏，巩固皇权，刘欣提拔祖母傅氏与母亲丁氏一派。他果断辞去王莽大司马的职务，之后有对其他王氏外戚进行打压。
汉哀帝不是那种“何不食肉糜”的糊涂皇帝，也不是“极尽奢侈之能事”的无能皇帝，他在即位之初就展现了一定的政治才能，采取措施暂缓西汉的统治危机。面对社会矛盾与王侯将相的土地兼并，刘欣进行的一定的改革;面对汉成帝遗留的奢靡之风，刘欣也进行了纠正。但汉哀帝在触动既得利益者的利益后，遭到了强烈的反对，他没有足够的智慧与谋略与之抗衡，很多想法都没能成功实施，反而导致朝中派系林立，相互倾轧。
汉哀帝想推行改革，实现中兴，但因为受到阻碍而无法实现，再加上他患有严重的肌肉萎缩症，身体很不好。政治上的不得意，只能在生活中找到发泄与寄托，他将心思都放在了男宠董贤的身上。在西汉上层社会非常流行豢养男宠，汉哀帝也不例外，他与董贤的典故流传至今。
汉成帝对男宠董贤十分厚爱，两人常常同卧同坐。有一次白天睡觉的时候，董贤的头压住了汉哀帝的衣袖，汉哀帝想起床但又不想惊动他，于是用剑截断衣袖后才起来。这就是后来所说的“断袖之癖”。
元寿二年六月，在位仅六年的汉哀帝去世，年仅二十五岁，谥号为孝哀皇帝，葬于义陵。汉哀帝也没有留下子嗣，后来继承皇位的是当初与刘欣争夺太子之位的刘兴的儿子刘衎。
