高祖一病数月，日益加重。吕后遍访良医，得了一医师，入宫诊视。高祖问道：“此疾可治否？”医士道：“创虽重，尚可治癒，只是陛下日理万机，于病不利，需另择静处，安心修养，方可復原。”高祖嫚骂道：“我以布衣提三尺剑，取得天下，今病至此，非天命乎？命乃在天，虽扁鹊重生，又有何益！”遂不使治疾，令侍从赐黄金五十斤予医师，令其去了。后陈普有诗道：金创可愈不容医，应念丁公相戹时。不赖西风吹楚卒，千龙万虎亦何为。
医师去后，高祖乃召吕后入宫，嘱咐后事，吕后问道：“陛下百岁后，萧相国既死，谁可代之？”高祖道：“曹参可代。”吕后道：“曹参与相国年齿相若，到时亦将老也，此后当属何人？”高祖道：“王陵可用也，然其稍显愚直，须以陈平为助。陈平智识有余，厚重不足，亦难独任，尚需以周勃辅之。周勃虽重厚少文，然安刘氏者必周勃也，可復令为太尉。”吕后復问其次，高祖道：“此后亦非朕之所知也！” 吕后乃不復再问。夏四月甲辰，帝崩于长乐宫，享年六十三岁。后王珪有《咏汉高祖》诗道：汉祖起丰沛，乘运以跃鳞。手奋三尺剑，西灭无道秦。
十月五星聚，七年四海滨。高抗威宇宙，贵有天下人。
忆昔与项王，契阔时未伸。鸿门既薄蚀，荥阳亦蒙尘。
虮虱生介冑，将卒多苦辛。爪牙驱信越，腹心谋张陈。
赫赫西楚国，化为丘与榛。
皇甫曾有诗道：汉家仙仗在咸阳，洛水东流出建章。野老至今犹望幸，离宫秋树独苍苍。
魏陈王曹植有赞道：屯云斩蛇，灵母告祥，朱旗既抗，九野披攘。
禽婴克羽，扫灭英雄，承机帝世，功着武汤。
晋傅玄有诗讚道：赫赫汉祖，受命龙兴，五星协象，神母告征。
讨秦灭项，如日之升，超从侧陋，光据万乘。
吕后见高祖驾崩，遂与审食其谋道：“诸将当年与皇上具为编户之民，共举大事。今皇上贵为天子，而诸将北面为臣，心常怏怏，今令其事少主，必有不满。为今之计，非尽灭其族，天下不得安也。”审食其道：“此计虽好，然周勃、灌婴等将，军权在手，若机谋不慎，反为其害也。”吕后乃招吕释之议计。吕释之亦道：“不如勿宣皇上死讯，招众将趋至，一一除之，方不至遗祸也。”吕后然之，遂不发丧。后于石有诗道：吕氏强梁刘氏危，宫中枕卧復谁知。酿成外戚中官祸，兴汉已开亡汉基。
常言道：“若要人不知，除非已莫为”。皇帝之死，乃天下大事，吕布虽尽力隐瞒，又何能尽掩天下人之耳目。早有人闻其计议，告之郦商。郦商乃精细之人，心中自有打算，遂连夜入辟阳候府来见审食其。审食其见郦商来得唐突，不敢不见，遂接入府中。郦商摒其左右，稍声道：“足下大祸将至也。”审食其心中有事，闻其言，只唬得战战兢兢，汗流遍身，急问道：“将军何出此言？”郦商道：“窃闻皇上已崩四日，吕后与公相谋，秘不发丧，欲尽诛诸将。诚如此，天下危矣。陈平、灌婴率十万兵守荥阳，樊哙、周勃率二十万兵定燕、代，若闻皇上驾崩，朝中欲将诸将皆诛，必连兵还乡，以攻关中。大臣自危，必畔于内。如此里应外合，吕族与公亡可跷足待也。”审食其大惊，急推脱道：“吾地位卑微，怎知此事。”郦商道：“我亦知足下乃诚实之人，必未参及此事。然足下为吕后幸臣，他人必疑公为同谋，如何放得过你？”审食其体似筛糠，慌忙问道：“吾当如何？”郦商道：“足下当急禀吕后，早日发丧，勿復相谋诛杀之计。众将累年征战，出生入死，何惧一妇人？只是大汉创业，非一日之功，岂能毁之一旦。”审食其急入内告吕后道：“天下初兵，诸将尽掌兵权，若欲尽诛，天下皆反，反取其祸也。不如即时发丧，以安天下之心。”吕后亦知其计不能遂成，便依审食其之言，于汉高祖十二年四月丁未日发丧，大赦天下。诸候王、列候皆来奔丧，择五月丙寅日，葬于长陵。
下葬已毕，众诸候王、群臣拥皇太子刘盈登基，此便是汉朝第二任皇帝，史称惠帝。尊高祖为太上皇，建太上皇庙祠之。尊母后吕氏为太上皇后，即太后也。己巳日，惠帝引诸候、群臣皆至太上皇庙拜谒。群臣推相国萧何致辞道：“皇帝起于细微，拨乱世反之正，平定天下，为汉太祖，功劳最高。”于是尊号为高皇帝，亦称汉高帝、汉高祖也。令诸候、郡县各立高祖庙，以岁时祠。赐民爵一级。中郎、郎中满六岁爵三级，四岁二级。外郎满六岁二级。中郎不满一岁一级。外郎不满二岁赐钱万。宦官尚食比郎中，谒者、执楯、执戟、武士、驺比外郎。太子御骖乘赐爵五大夫，舍人满五岁二级。赐给丧事者，二千石钱二万，六百石以上万，五百石、二百石以下至佐史五千。视作斥上者，将军四十金，二千石二十金，六百石以上六金，五百石以下至佐史二金。减田租，復十五税一。爵五大夫、吏六百石以上及宦皇帝而知名者有罪当盗械者，皆颂繫；上造以上及内外公孙、耳孙有罪当刑及当为城旦舂者，皆耐为鬼薪、白粲；民年七十以上若不满十岁有罪当刑者，皆赦之。惠帝又降诏：“吏所以治民也，能尽其治则民赖之，故重其禄，所以为民也。今吏六百石以上父母妻子与同居，及故吏尝佩将军、都尉印将兵，及佩二千石官印者，家唯给军赋，他无有所与