後，他還加緊步伐剪除異己，提高自己的權勢。他首先向最有影響力的三公發難，罷免太尉楊彪、司空張喜；其次誅殺議郎趙彥，“其餘內外，多見誅戮”；再次是發兵征討楊奉，解除近兵之憂；最後是一方面以天子名義譴責袁紹，打擊其氣焰，另一方面將大將軍讓予袁紹，穩定大敵。其結果自然是“百官總己以聽”，而漢獻帝只是“守位而已”。
曹操的專權行為，引起漢獻帝和一些大臣的不滿。漢獻帝一方面試圖削弱曹操的權力，於是在建安四年（199）“以董承為車騎將軍”；另一方面，準備除掉曹操，恢復皇權。於是他用鮮血寫成了一封詔書，秘密地藏在衣帶之中，賜給董承，讓他與劉備等謀誅曹操，這就是歷史上有名的“衣帶詔”。這是漢獻帝劉協試圖收回皇權所做的一次努力，是他對命運所做的一次抗爭。但不幸的是，他失敗了。第二年春（即建安五年，200年），密謀洩露，劉備先前已藉故出走，得免於難。幾員主謀董承、王服、種輯等均被處斬，夷滅三族。董承的女兒是獻帝的貴人，這時已懷有身孕，獻帝極力保護，最後竟也未能得免。曹操藉此殺了一大批忠於獻帝的臣子，朝廷上下安排的都是他的親信，“左右侍衛莫非曹氏之人者”。
這一年，曹操在官渡之戰中，以少勝多擊敗袁紹，取得北方大片土地。此後，曹操相繼佔領北方州郡，到建安十二年（207年），降服烏桓，統一了北方。次年六月，曹操罷三公，置丞相、御史大夫。曹操自為丞相。七月，曹操南征，在赤壁被孫權和劉備的聯軍擊敗，三國鼎立的局面形成。建安十八年，曹操自立為魏公，加九錫。
董貴人被曹操害死後，伏皇后內心不安，她寫信給她的哥哥伏完，歷數曹操罪惡，請伏完尋找機會，除掉曹操。建安十九年（214），伏皇后給他哥哥伏完的信被伏家的一個僕人偷偷地獻給曹操。曹操勃然大怒，進宮脅迫獻帝廢去伏皇后。獻帝猶豫不忍。曹操不等獻帝許可，便讓尚書令華歆起草廢后的詔書，逼獻帝蓋印。伏皇后得到詔書，正想搬出後宮，忽然聽到外面人聲嘈雜，原來是華歆帶人來搜捕皇后。伏皇后嚇得躲進宮中的夾牆裡，被華歆發現。華歆揪住伏皇后的頭髮，將她拖到外殿。獻帝正在外殿和御史大夫郗慮坐著，見伏皇后披頭散髮，赤著雙腳，情形十分悲慘，不禁淚流滿面。伏皇后對獻帝哭泣說：“真的就不能活命了嗎？”獻帝嘆了一口氣，說：“我也不知道自己能活到哪一天！”華歆不由分說，將伏皇后拉走，關在監獄裡，幽閉而死。伏皇后生的兩個兒子被毒死，伏氏家族受株連被處死的有100多人。建安二十年（215）正月，曹操立他的第二個女兒曹節為皇后。
漢獻帝雖然9歲就被立為皇帝，但實際上他並沒有做過一天真正的天子。剛即位時，董卓把握朝政；董卓死後，李傕、郭汜爭鬥不已，獻帝成了他們爭來奪去的戰利品；逃到洛陽，又落到曹操手裡，成了曹操“挾天子以令諸侯”的工具。他是一個名義上的皇帝，也是一個地道的傀儡。
◎東漢之悲
建安二十五年（220），曹操病死，他的兒子曹丕襲爵為魏王。獻帝以為曹操一死，自己就可親政，於是改建安二十五年為延康元年。
其實這早已是個美麗的不可實現的夢想。還在曹操活著的時候，孫權在南方稱臣，曹操還說：“是兒欲踞吾著爐火上耶！”一邊把孫權的上書傳給大家看，在炫耀中也表明了一種心跡，他是在做著輿論上的準備，也是讓群臣們做著心理上的準備。果然，侍中陳群立即回應，稱“漢祚已終”，勸曹操“宜正大統”。而曹操則早已掩飾不住內心的激動，說：“如果天命如此，那麼就讓我做周文王吧！”當初，姬昌反對商朝統治，三分天下而有其二。他的兒子周武王最後推翻了商朝，建立周朝，尊其父姬昌為文王。曹操之意，十分明顯。
220年10月，漢獻帝告祭祖廟，使張音奏璽綬詔冊，禪位於曹丕。曹丕在繁陽亭登上受禪壇，接受玉璽，即皇帝位。隨即進入許都，改建康元年為黃初元年，國號為魏，追尊曹操為武皇帝，廟號太祖。廢獻帝為山陽公，曹皇后為山陽公夫人，勒令搬出宮去，但仍然可以用漢天子禮樂，算是另眼看待。漢獻帝做了大半輩子的傀儡，到最後也沒有擺脫被取代的命運。
十四年之後，即魏青龍二年（234），獻帝死去，終年54歲。以漢天子禮儀葬於禪陵，諡號為獻皇帝。
獻帝禪讓，是歷史上的一個重要事件，它標誌著漢朝400餘年命運的終結。如今，經歷了1800年風雨，作為這一歷史事件重要見證的受禪壇和“三絕