集淳于长的犯罪证据，当得知淳于长与废皇后的姐姐私通，并诱骗许废后的许多贿赂之后，王莽赶快向太后汇报。
王太后听后十分震怒，立刻报告皇帝。成帝将信将疑，但迫于太后的压力，只好免去淳于长的官职，要他离开京师回到封国去。
在别人看来，这种处罚实在太轻了，但淳于长却觉得自己受到沉重的打击。免官就国，意味着昔日的权势随之失去，淳于长接受不了现实，他要作出最后的努力，挽狂澜于既倒。可他最后弄巧成拙，反而加速了自己的灭亡。
红阳侯王立是皇帝的舅舅，他早就想辅政，但终未如愿。王立怀疑是淳于长在成帝面前捣的鬼。因此两人间的宿怨很深。如今淳于长免官就国，王立应该高兴才是。谁知淳于长送给他许多珠宝，请求王立向皇帝说情收回成命。王立被那些耀眼的珍宝打动了心，于是不顾前嫌上疏请留淳于长。
王立竟然为淳于长说情，这一反常之举引起了成帝的怀疑。于是下令逮捕淳于长下狱追究。淳于长承认自己“戏侮长定宫(指许废后)，谋立左皇后”的罪行。按照汉朝法律，此乃“大逆”之罪。成帝下诏将其诛杀于狱中。
却说成帝见飞燕姊妹自身既不能生子，又不许别人替他生子，再想到自己年已四十余岁，就算自己因为赵氏姊妹甘心无后，但帝位却不能无人接继，由此便存立嗣之意。但立嗣须由近支弟侄中选择一人。当日与成帝最亲者只有二人：一为中山王刘兴，乃元帝冯昭仪之子，算是成帝少弟；一为定陶王刘欣，乃元帝傅昭仪之孙，定陶王刘康之子，算是成帝胞侄。刘康死后，刘欣遂嗣立为王。如今成帝欲立继嗣，还是觉得定陶王刘欣最为合宜。
一日成帝午后无事，便到合德少嫔馆餐宿，夜间不知如何欢娱，到了天明，赵合德先起，成帝也即起坐，才把袜带系就，忽然扑倒床上，不言不语竟尔归阴。合德连呼不应，用手微按已无气息，不由神色慌张，急命内侍宣召御医。等到医官入视，已是脉绝身僵，只好报知太后及内外要人。太后急忙趋视，亲抚帝体肌冷如冰，当然号啕大哭，皇后赵飞燕等陆续走集，也都陪哭一场。及大众止哀，即与王莽等料理大丧。
成帝本来体质强壮状貌魁梧，俨然象个尊严天子，怎奈酒色过度乐极生悲，寿终四十五岁。
太后觉得成帝并无疾病死得离奇，而且消息传到外边，人人都觉可疑，于是下诏大司马王莽、丞相孔光会同掖庭令查明皇帝发病情形。早有人将此信息报知赵合德。