光绪三十四年（1908年）十月，光绪帝载湉身染沉疴，渐入弥留。慈禧的病情同样严重，且灵柩已在宫内准备就绪。当慈禧病危的时候，曾召集军机大臣世续、张之洞、那桐入内，奕劻正去东陵验收慈禧地宫未回。太后询诸臣近支王子入宫读书事，诸臣莫敢言。世续曰：“太后拟选储，为社稷万世计，此周文武之用心，甚盛，甚盛！惟今内忧外患，交乘涛至，窃以为宜选年长者。”太后拍床怒骂曰：“此何等重事，而若敢妄言！”实际慈禧已胸有成竹，岂能真正听取大臣的意见？世续所言，正好与慈禧的主意相悖，故遭怒骂。后来张之洞说：“世续承太后垂询，据所愚虑，约略言之。立储自宜承宸断。”于是慈禧沉默了好久才慢慢地说：“载沣子溥仪尚可，但年稚耳，须教之。”张之洞说：“载沣懿亲贤智，使摄政，当无误。”他还引出顺治初睿亲王摄政之事以证之。太后说：“得之矣，趣拟诏。”第二天，军机大臣奕劻从东陵回京，他也是主张立长的人，但是草诏已经拟好，他一看，也就“屏息未敢言”，诏遂公布。
十月二十日，慈禧太后懿旨：“摄政王载沣之子溥仪，着入承大统，为嗣皇帝”。又懿旨：“前因穆宗皇帝未有储二，曾于同治十三年十二月初五降旨，大行皇帝生有皇子，即承祧穆宗毅皇帝为嗣。现在大行皇帝龙驭上宾，亦未有储二，不得已以摄政王载沣之子溥仪继承穆宗皇帝为嗣，并兼承大行皇帝之祧。”又懿旨：“现值时事多艰，嗣皇帝尚在冲龄，正宜专心典学，著摄政王载沣为监国，所有军国政事、悉秉承予之训示，裁度施行。俟嗣皇帝年岁渐长，学业有成，再由嗣皇帝亲裁政事。”为此，载沣在光绪三十四年（1908年）十月二十日的日记中写道：“……叩辞至再，未邀俞允，即命携之入宫。万分无法，不敢再辞，钦遵于申刻携溥仪入宫。”
这里的“叩辞至再”，“万分无法，不敢再辞”，并非矫情。载沣本来就没有载漪那么大的政治野心，认为多一事不如少一事。况且，同治、光绪两帝的命运，举朝皆知，把不满3岁的幼子送到火坑里去，载沣舍不得，完全在情理之中。他也可以预料，儿子当上小傀儡，自己将陷入困境，前景凶多吉少。但他不敢违抗懿旨，这天傍晚，摄政王载沣和军机大臣、内监一起，带着慈禧要溥仪进宫的懿旨回府。小皇帝溥仪连哭带打地不让内监过来抱他。最后还是乳母给溥仪喂奶，哄住了他，帮王爷和大臣收了场。军机大臣和摄政王见状，便让乳母抱溥仪进了宫。
溥仪到了中南海，由内监抱着去见慈禧。那时慈禧已经病入膏肓，行将就木。一张凶恶的面孔又加上病容，使溥仪感觉很害怕，以致长大后，溥仪的脑子里依然留下了那天强烈的刺激造成的一点模糊记忆：“我记得自己忽然处在许多陌生人中间，在我面前有一个阴森森的帏帐，里面露出一张丑得要命的瘦脸——这就是慈禧，”他立即号啕大哭，浑身发抖，慈禧令人拿冰糖葫芦给他，被他摔到地上。慈禧很是不悦，说：“这孩子真别扭，抱到哪儿玩去吧！”
溥仪进宫的第二天（十月二十一日），光绪帝病故。人们安奉光绪的灵驾于乾清宫，亲王以下文武大臣官员，各按位次，齐集举哀，行殓奠礼。人们还都没有缓过神来，第三天（十月二十二日）慈禧太后又死了，于是又安奉慈禧梓宫于皇极殿，行殓奠礼，皇帝、亲王以下文武大臣官员齐集举哀。所有的事情都由朝廷官员们办理，自然无须溥仪操心。当然，溥仪也绝不会为此哀伤和哭泣。虽“群臣哭临三日，皆无戚容”，毕竟宫中被哀声丧气笼罩着，皇帝也同样被置于其中严格管束着，欢乐是不被允许的，何况他离开了亲爱的祖母和熟悉的家，正在惊恐、痛苦之中呢。
过了半个多月，即十一月初九，紫禁城内举行了“登基大典”，溥仪即皇帝位，承继同治，兼祧光绪，改元宣统，尊光绪的皇后叶赫那拉氏隆裕为皇太后。在太和殿举行的登基大典被溥仪哭得大煞风景。在大典之前，照章要先在中和殿接受领侍卫内大臣们的叩拜，然后再到太和殿受文武百官朝贺。溥仪被他们折腾了半天，加上那天天气奇冷，因此当人们把溥仪抬到太和殿，放到又高又大的宝座上时，他早忍不住了。载沣单膝侧身跪在宝座下面，双手扶着溥仪，叫他不要乱动，他却挣扎着哭喊：“我不挨这儿！我要回家！我不挨这儿！我要回家！”载沣急得不知所措。文武百官三跪九叩，没完没了。“国丧”期间，丹陛大乐设而不奏，溥仪的哭叫声显得特别响。载沣只好哄着儿子说：“别哭别哭，快完了，快完了！”典礼结束后，文武百官窃窃私议起来了：“怎么可以说快完了呢？”“说要回家可是什么意思啊？”人们好像发现了不祥之兆。
当时宫中虽有隆裕太后，但实际以载沣为中心，军机大臣则仍是光绪三十四年（1908年）慈禧在世时的班底，包括庆亲王奕劻、大学士世续、大学士张之洞、协办大学士鹿传霖、外务部尚书袁世凯等五人。袁世凯（1859—1916年），河南项城人。光绪二十五年（1899年）任山东巡抚时，他残酷地镇压义和团。二十七年接任直隶总督兼北洋大臣，逐渐成为北洋军阀首领。三十三年调入军机大臣兼外务部尚书。在戊戌政变中对慈禧有功因而颇受信任的袁世凯，在十一月二十六日，因上隆裕皇太后徽号赏加太子太保衔，并赏用紫缰，忽于十二月十一日因患足疾，受命开缺回籍养病。这说明载沣为了削弱汉人势力而重新集权于满族，把袁世凯“体面”地罢了官。当然，这可能还与袁世凯在戊戌政变中的表现，导致载沣的胞兄光绪帝载湉被幽禁有关。慈禧在世时，载沣虽已进入军机处任军机大臣行走，还不敢对袁世凯有所表示，现在慈禧一死，成为摄政王，就采取了这一措施。