到了开宝九年（976），南方的割据势力中只剩下了名存实亡的吴越。此时的赵匡胤踌躇满志，在深秋十月仍然兴致勃勃地到校场上看部队练兵，以至众将以为太祖不久就要亲自前往太原征讨北汉了。宋太祖随后赶到晋王光义的府邸，兄弟两人宴饮甚欢，没想到回宫后，太祖突然旧病复发，自此卧床不起。朝廷上的一切政务，都交给了赵光义料理。到了十月十九日夜，开封突然下起大雪。这一天太祖命人召晋王入宫。赵光义来后，太祖命左右内侍一齐退出，独留下光义，两人一起喝酒商讨国家大事。宫女和宦官远远地立在外面，只听得宋太祖和赵光义两人的话语若断若续，听不清楚谈话的内容。不大一会儿，只见室内烛影摇晃，远远地看到光义的影子连连在窗上晃摇，好像在躲避什么，而宋太祖则手持玉斧戳地，发出很大的声响。接着，内侍们就听到宋太祖发出非常惨切的声音：“你好自为之……”这一声过后，赵光义快步走出寝门，唤来内侍，让他们速请皇后、皇子等人到来。等这些人陆续赶到寝宫，发现太祖皇帝僵卧御榻，早就归天了。
有内侍捧出杜太后的遗诏，宣告传位晋王，皇子德昭等人知道争也无益，只有孝惠皇后向赵光义垂泪说：“我们母子的性命，就托付官家了。”赵光义赶紧说：“当同倍富贵，请不要过虑。”于是，赵光义便在太祖灵前正式登上了皇位，史称宋太宗。