在维新派推进改革的同时，慈禧太后开始采取一系列措施来加强自己对政局的控制。她先是解除了支持光绪帝的翁同龢的职位，并要求所有新任命的二品以上官员需到颐和园向她谢恩，从而确保对重要职位的任命权。紧接着，慈禧任命了亲信荣禄为直隶总督，以控制京津地区的军权。
光绪帝并未就此示弱。七月十九日，他下令将阻挠礼部主事王照上书的礼部尚书怀塔布等六人全部革职，并对王照予以奖励。次日，他任命谭嗣同、刘光第、杨锐、林旭为军机章京，并给予四品卿衔，让他们参与新政。这些举动进一步激怒了慈禧太后。
七月二十日，光绪帝任命维新派重要人物谭嗣同、刘光第、杨锐、林旭为四品衔章京，处理新政事宜。维新派还打算聘请日本前首相伊藤博文担任顾问，但这一计划因慈禧的干涉未能实现。随着越来越多的利益受损的守旧势力聚集到慈禧周围，要求她出面制止变法，慈禧开始频繁与荣禄密谋，并有传言称她将在秋季陪同光绪帝前往天津阅兵时废黜光绪帝。
面对日益紧迫的形势，光绪帝感到恐慌不安。七月二十八日，他秘密向杨锐下达了一道密诏，表达了对时局的忧虑，并要求维新派人士设法救助他。然而，维新派在收到密诏后却束手无策，最后只能寄希望于外国公使和袁世凯。各国公使虽表示同情，但不愿意直接介入。维新派遂策划了兵围颐和园逮捕慈禧的计划，并试图拉拢袁世凯支持。但袁世凯最终选择了站在慈禧一边，维新派的计划落空。
慈禧太后得知维新派的计划后，连夜从颐和园返回紫禁城。八月初六日清晨，慈禧太后宣布重新训政，下令缉捕维新派人士。康有为在政变发生前一天逃离北京，而谭嗣同、杨锐、林旭、刘光第、康广仁、杨深秀等“六君子”则于八月十三日在北京菜市口被处决。慈禧太后随即囚禁了光绪帝于中南海瀛台涵元殿。
戊戌政变后，慈禧太后立端郡王载漪之子溥儁为“大阿哥”，意图取代光绪帝，但这一企图因得不到列强的支持而失败。
七、瀛台幽禁
光绪二十六年（1900年），随着义和团运动的兴起和八国联军侵华战争的爆发，清廷面临了一个重大的抉择——是选择与列强和平共处，还是依靠义和团的力量对抗列强。在五月二十日至五月二十三日之间，慈禧太后连续召开了四次御前会议，讨论和战问题。
光绪帝在这些会议上明确表达了自己反对对外宣战的态度。他认为，义和团所宣称的“神术”并不可靠，而列强的实力远远超过日本，如果联合起来对付中国，中国将难以抵御。光绪帝担心义和团的行为会导致大量无辜民众的伤亡，因此坚决反对盲目开战。
然而，以载漪、载濂、刚毅为代表的顽固派大臣坚持认为应该依靠义和团的力量来抵御外侮，并且还编造了一个所谓的“外交团照会”，声称列强要求慈禧太后归政，并废黜“大阿哥”溥儁。这一行为激怒了慈禧太后，她认为这是对外侮的挑衅，于是决定宣战。
五月二十五日，慈禧太后颁布了对外宣战的“上谕”。但仅四天后，慈禧太后又向列强表示，清廷愿意慎重对待邦交，不愿轻易挑衅。再过了四天，慈禧太后又表示愿意自行惩办所谓的“乱民”，即义和团成员。然而，这一切都没有阻止八国联军于八月十四日攻破北京的步伐。次日，光绪帝在慈禧太后的带领下逃往西安。直到《辛丑条约》签订后，光绪帝和慈禧太后才得以返回北京。
光绪二十七年（1901年）十月二十日，溥儁被撤销了大阿哥的称号，光绪帝的皇位暂时保住了。然而，他在朝中的地位却如同傀儡一般，几乎不发一言。即便在慈禧太后示意他表态时，他也只是简单地说几句而已。
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在接下来的十年里，光绪帝处于被幽禁的状态，但他并未放弃对知识的追求。特别是在法律方面，光绪帝表现出了极大的兴趣。他坚持阅读世界各国的法律书籍，努力钻研法律知识。尽管身处逆境，光绪帝依然保持了对国家和民族前途的关注，希望通过学习先进的法律制度来为中国的未来发展提供参考。
八、离奇病故
光绪三十四年（1908年），光绪帝的健康状况急剧恶化，最终导致了他的离奇病故。这一年的秋天，光绪帝与慈禧太后几乎同时病倒。随着病情的加重，清廷内部开始对继承人问题进行讨论。
虽然光绪帝在返回北京后不再被囚禁于瀛台，但他仍然受到慈禧太后的严格控制。慈禧太后对光绪帝的言行有着严格的约束，甚至在颁发新政诏令时，光绪帝也不得不按照慈禧太后的意思行事。光绪帝在私下里向德龄公主表达了自己的无奈和苦衷：“我有意振兴中国，但你知道我不能作主，不能如我的志。”
随着光绪帝的病情加重，慈禧太后意识到需要提前解决继承人的问题。于是，她下令将醇贤亲王奕譞之孙、摄政王载沣之子溥仪养育在宫中。溥仪的乳母王焦氏带着溥仪一同进宫。这一决定意味着溥仪将成为未来的皇帝，继承皇统。
十月二十一日，光绪帝在中南海瀛台涵元殿去世，终年38岁。慈禧太后随即宣布溥仪继承皇统，同时过继给同治帝载淳，以继承同治帝一脉的香火，同时还兼承光绪帝的祧，这意味着溥仪将同时继承同治帝和光绪帝的皇位。
光绪帝的庙号为德宗，谥号为“同天崇运大中至正经文纬武仁孝睿智端俭宽勤景皇帝”，简称景皇帝。民国二年（1913年），光绪帝被安葬在河北易县的清西陵中的崇陵。