上官氏，隴西(今甘肅省天水市西南)人，生于公元前88年，祖父是左將軍上官桀，父親是桑樂侯上官安，外祖父是大司馬、大將軍霍光。

公元前87年(后元二年)二月，漢武帝駕崩，年僅八歲的皇太子劉弗陵繼位為漢昭帝。昭帝年僅八歲，未諳世事，于是，群臣商量決定由鄂邑公主養護昭帝，并以昭帝的名義下詔，尊鄂邑公主為鄂邑長公主，讓她入住皇宮，養護昭帝。

漢武帝遺命霍光為大司馬大相國，金日磾為車騎將軍，桑弘羊為御史大夫，上官桀為左將國，共同輔佐皇太子。霍光掌握了朝廷大權，幫助漢昭帝繼續采取休養生息的政策，減輕稅收，減少勞役，把國家大事管理得很好。霍光的女兒嫁給上官桀的兒子上官安為妻。由于這層關系，在朝中，上官桀的權勢僅次于霍光。

盡管已權勢熏天，上官父子猶不滿足，尋找一切機會千方百計往上爬，他們討好昭帝的姐姐鄂邑長公主，并取得信任。

漢昭帝年十二歲擬立皇后，鄂邑長公主為其選后，經挑選，最后，鄂邑長公主看中了一個姓周的女孩，打算讓昭帝娶其為后。上官安的女兒當時年僅六歲，上官安早就有心讓女兒入主后宮，上官桀更是如此，父以女貴的這個道理，這聰明的父子自然明白。上官父子見公主選了周家女兒入宮，上官安便風風火火地去找岳父大人霍光，懇求岳父出面，讓自己的女兒，即霍光的外孫女入主后宮。霍光也有他的打算，一來他覺得昭帝還乳臭未干，還不到立皇后的年齡;二來外孫女也太小，另外，他也不愿讓上官安的后代做皇后(盡管是自己的外孫女)，恐上官家族權勢太大，故沒有答應。

上官安的妻子霍氏(霍光的女兒)仍不死心，知道漢昭帝是他的姐姐蓋長公主(即鄂邑長公主)養大的，對蓋長公主的話，言聽計從，更通過蓋長公主的情夫丁外人的關系，上官安討好地對丁外人說：“聽說公主有選立皇后的打算，我有個女兒，容貌端麗，請長公主垂愛。這事成與不成，全仰仗閣下。

漢家慣例，列侯尚公主，閣下何愁不封侯？”丁外人大喜，這是兩全其美的好事，心想憑自己與公主的關系，這還不是小事一件嗎。于是他馬上去找鄂邑長公主，長公主對丁外人向來是言聽計從，于是二話不說遂改初衷，答應立上官女為皇后。

于是，六歲的上官氏被迎入皇宮，封為婕妤。婕妤是后宮中的第三等級，位次于皇后、昭儀，位視上卿，爵比例侯，于公元前83年，上官氏封為皇后，成為漢代年齡最小的一位皇后。

女兒能得以冊封皇后，上官父子自然十分感恩丁外人。上官安天天去為丁外人求封，霍光就是不答應。無奈上官安只得退一步懇求霍光給丁外人封一光祿大夫，霍光仍不答應。上官父子極為惱怒。蓋長公主聽說霍光拒絕封她的情夫，認為是不給她面子，也對霍光甚為怨恨。

兩股反霍光的勢力從此合流。上官桀父子、蓋長公主都把霍光看作眼中釘，他們勾結燕王劉旦，設法陷害霍光，欲除之而后快。機會還真來了。漢昭帝14歲那年，有一次，霍光檢閱羽林軍(皇帝的禁衛軍)，還把一名校尉調到他的大將軍府里。上官桀他們就抓住這兩件事，假造了一封燕王的奏章，派一個心腹冒充燕王的使者，送給漢昭帝。

這封奏章彈劾霍光道：“霍光去了長安東的廣明亭檢閱御林軍，道上駐蹕，太官供備的包含，僭用了禮儀;他任人唯親，長吏楊敞無才無功，卻封其為搜栗都尉;霍光專權自恣，擅自調動校尉。臣懷疑他圖謀不軌。臣愿歸王璽，宿衛京師，保衛皇上。”

漢昭帝接到那份奏章，看了又看，把它擱在一邊。第二天霍光要進宮朝見，聽到燕王劉旦上書告發他的消息，嚇得他不敢進宮。漢昭帝吩咐內侍召霍光進來。霍光一進去，就脫下帽子，伏在地上請罪。

漢昭帝說：“大將軍盡管戴好帽子，我知道有人存心陷害你。”

霍光磕了個頭說：“陛下是怎么知道的？”

漢昭帝說：“這不是很清楚嗎？大將軍檢閱羽林軍是在長安附近，調用校尉還是最近的事，一共不到十天。燕王遠在北方，怎么能知道這些事？就算知道了，馬上寫奏章送來，還來不及趕到這兒。再說，大將軍如果真的要叛亂，也用不著靠調一個校尉。這明明是有人想陷害大將軍，燕王的奏章是假造的。”

在場的大臣聽了，沒有一個不佩服少年漢昭帝的聰明過人。霍光更是對少年天子為他洗去冤屈而感激涕零。

皇帝最反感身邊的陰謀了。只見漢昭帝把臉一沉，對大臣們說：“你們得把那個送假奏章的人抓來查問。”上官桀怕昭帝追查得緊，他們的陰謀要敗露，對漢昭帝說：“這種小事情，陛下就不必再追究了。”

打這兒起，漢昭帝就懷疑起上官桀這一伙人來。但權迷心竅、喪心病狂的上官桀等并未就此罷休，他們偷偷地商量好，由蓋長公主出面，請霍光喝酒。他們布置好埋伏，準備在霍光赴宴的時候刺死他，又派人通知燕王劉旦，叫他到京師來。

一不做，二不休。上官桀還打算在殺了霍光之后再廢昭帝，由他自己來做皇帝。不料，他們的陰謀被稻田使者燕倉聽到，后又奏告昭帝與霍光，昭帝與霍光發兵，果敢地逮殺上官父子、丁外人，燕王劉旦、鄂邑長公主自殺身亡。

其時，上官皇后年僅八歲，沒有參與祖父上官桀的陰謀活動，加上她是霍光的外孫女，所以不但保全了性命，而且皇后的鳳冠也沒有被摘掉，這場政變后，朝政安定。霍光大獲全勝，他的政敵在這場政變中均被鏟除，從此他的權力更大了。

為了延續霍氏家族與劉氏家族的皇親關系，霍光急于想讓外孫女生個皇儲，此時宮廷的一切大權全由霍光把持，所以大臣和御醫都看霍光的眼色行事，他們領會霍光的意圖，馬上上書昭帝，建議皇帝除上官皇后外，應當少近女色才能保證龍體安康。于是他們讓皇后下一道命令，為了龍體圣安，后宮的宮女不得侍宿皇上，這樣除了上官皇后外，后宮佳麗無人侍宿昭帝。可惜，雖然上官皇后專房擅寵，卻未能如愿以償為昭帝生兒育女。

公元前74年(漢昭帝元平元年)，劉弗陵還沒來得及盡展其雄才大略，便病逝于長安，年僅20歲，葬于平陵(今陜西咸陽市西北13里處)。因為沒有兒子，遂立漢武帝的孫子昌邑王劉賀(李夫人的孫子)為帝，尊上官氏為皇太后。移居長樂宮。

行事十分荒唐怪異的劉賀只做了27天皇帝，就被霍光廢去，成了中國歷史上最短命的皇帝。霍光另立戾太子(漢武帝太子劉據的孫子)劉病已為漢宣帝，劉病已改名劉詢，劉詢是漢武帝的曾孫，上官氏論輩分是漢宣帝的祖母，這樣，上官氏年僅15歲，就尊為太皇太后，成為中國歷史上最年輕的太皇太后。

從此，上官太皇太后不問政事，在長樂宮中頤養天年。建昭二年(公元前37年)，守寡近40年的上官太皇太后壽終正寢，時年52歲。與昭帝合葬于平陵。