光緒臨朝親政後，五十三歲的慈禧，表面退居頤和園頤養天年，實則權勢依舊，裁決政事，一如既往。她一方面處處限制光緒的權利，國家重要大事都要秉承她的懿旨去辦理;一方面又通過自己的侄女——隆裕皇后及親信太監李連英等人，暗中監視光緒的行蹤。並規定：光緒每隔一日，必須親往頤和園向她彙報政務，聽候訓示。以致光緒經常披著星星來，頭頂月亮去，飽受奔波，遇有重大事情，更得隨時請示，名為皇帝，實為傀儡。
光緒的政治抱負不能得以實現，日久天長，精神更加抑鬱，情志愈益不暢，舊病不去，又添新愁。從“脈案”看，在相當一段時間內，光緒體質雖未見好，遺精及腰背痠沉等病仍在繼續，但診病和吃藥的次數卻相對減少。這主要是光緒力圖在政治上有所作為，以挽救他那岌岌可危的政權，整日忙於政務，關注政治改革，另外，還要隨時應付慈禧的訓斥，一時無暇顧及診病吃藥。
疾病纏身的光緒親政後的第一件大事，就是遭逢日本侵略朝鮮，進而侵略中國。
光緒帝違背母后之意，決心援朝抗日，但腐敗的體制導致戰爭失敗，被迫簽定《馬關條約》，失地賠款，這雖使他受到重大打擊，加深了“母子”的不和，但也激發他力圖改革政治，富國強兵的雄心。光緒帝在康有為、梁啟超等人的影響下，在珍妃的積極支持下，於光緒二十四年四月二十三日(1898年6月11日)，頒佈“明定國是詔”，宣佈變法，強調博採西學，推行新政，授予康有為“專摺奏事”特權。
那些守舊的親貴重臣害怕光緒皇帝在改革政治中觸動他們的地位，紛紛投靠慈禧並竭力挑撥他們“母子”的關係。慈禧也深恐光緒改革的成功會影響到她的獨裁。這樣朝臣內出現了“後黨”與“帝黨”，雙方展開了激烈的鬥爭。光緒親政的十年，是他與慈禧進行政治和權利鬥爭的十年，從中日甲午戰爭到戊戌變法運動，雙方矛盾日益尖銳化。
光緒二十四年七月二十九日，光緒帝到頤和園見慈禧太后，慈禧太后明確表示要廢掉光緒帝，並密謀由北洋總督榮祿，在九月初皇帝、太后到天津閱兵時政變，廢除光緒帝，形勢危急。光緒帝當天就給帝黨人物楊銳發下密諭：“朕惟時局艱難，非變法不足以救中國，非去守舊衰謬之大臣，而用通達英勇之士，不能變法。而皇太后不以為然，朕屢次進諫，太后更怒。今朕位幾不保，汝康有為、楊銳、林旭、譚嗣同、劉光第等，可妥速密籌，設法相救。朕十分焦灼，不勝期望之至。特諭。”
楊銳膽小，將密諭扣住不傳他人，光緒等不到迴音，急不擇路，於八月初一、初二連續兩次召見袁世凱，提升他為侍郎銜，讓他專辦練兵事宜，想以此使袁世凱感恩報德，效忠皇帝。同時，光緒帝於八月二日還有一道密諭給林旭，讓他轉告康有為迅速離京。林旭將兩道密諭同時轉給康有為、譚嗣同等人，大家看了十分感動，但都束手無策，最後也覺得只有拉袁世凱，由譚嗣同出面請袁世凱，馬上舉兵，先殺掉榮祿，回兵包圍頤和園。袁世凱表面上滿口答應，八月五日回到天津，卻在八月六日馬上向榮祿告密。
八月初四日，慈禧太后由頤和園回城，住中南海儀鸞殿，第二天祭蠶神，當即回頤和園。回園頃接榮祿密電，馬上乘輕轎返城，重返南海瀛臺。返瀛臺後立即傳光緒來見，見到光緒，慈禧太后破口大罵，罵他忘恩負義，恩將仇報。在以慈禧為首的守舊勢力的反對和鎮壓下，變法運動最終失敗，康有為、梁啟超出逃，譚嗣同等“戊戌六君子”遇害，光緒本人亦被軟禁在中南海瀛臺，他的政治生涯實際上到此已經結束。此後，光緒度過了十年沒有人身自由的囚徒生活。他雖然名義上仍保持著皇帝的名位，但實際已沒有了皇帝的權力。戊戌變法失敗後，慈禧又將光緒摯愛的珍妃囚禁在鍾粹宮後北三所，並且給她立下了一條規矩，今後不許覲見皇上。
南海瀛臺，與水雲榭島、瓊華島分處太液池三海之中，象徵東海三仙島蓬萊、瀛洲、方丈。瀛臺四面環水，只在北端架一板橋，通至岸上，板橋中間有一段是活動的，光緒被囚此之後，慈禧太后便命令人把橋板撤掉了，以免光緒帝走出瀛臺島。
瀛臺的中心建築為涵元殿，殿後為涵元門，門外為翔鸞閣，閣下即木吊橋。殿前為香扆殿，該殿從北面看為單層，從南面湖邊看則為兩層，名為“蓬萊閣”。光緒住在涵元殿裡，太監每天送飯時架起橋板，走到瀛臺來，用飯完畢，就抽掉橋板。光緒心情十分憂鬱，萬般無奈之中寫下了“欲飛無羽翼，欲渡無舟楫”等詩句。冬天三海結冰，從瀛臺不通過木橋也可以從冰上到達岸邊。據說有一次光緒帶了小太監踏冰離開瀛臺，被發現後，總管太監李連英立刻下令鑿冰，以防光緒離開。光緒十分想念心愛的珍妃，傳言他讓小太監暗中給珍妃送信，偷偷相會。每到此時，他更加痛恨出賣自己的袁世凱，臨死之時，他不言不語，用手在空中寫著“斬袁”兩字。
涵元門內東向為慶雲殿，殿內掛有一副《宋司馬光諭人君用人之道》立軸，跋文是：“光緒丙午(1906)十月上浣錄，臣全忠敬書。”還有一些匾額斗方之類，下款都寫著“臣全忠敬書”。其實這都是光緒的御筆，之所以這樣寫，是因為光緒試圖以對慈禧太后稱臣，表明自己忠於慈禧太后的心跡，來換取老佛爺的諒解。可此時，慈禧太后又怎麼能讓光緒再次親政呢。
究光緒帝病情自二十四年逐漸加劇，終致不起之原由，實與戊戌變法失敗有著直接的關係。光緒被囚禁在瀛臺後，慈禧太后曾欲廢之而另立他人。光緒也知其用心，日夜擔驚受怕。後來由於種種原因，此舉雖未能實現，可光緒也難脫囚禁之牢籠。明知岌岌可危，亦只有坐以待斃，心中十分憂傷。他曾仰天長嘆：我還不如漢獻帝啊!因而病勢日漸加重，自不待言。
光緒二十六年七月二十一日(1900年8月15日)，八國聯軍入侵北京。慈禧倉惶出逃。相傳臨行前還不忘處置珍妃，令太監崔玉貴把珍妃推到寧壽宮外的井中害死。當光緒得知珍妃的死訊後，精神徹底崩潰，舊病復發，日趨沉重，再也無法康復。由此可見，從光緒自幼多病，到青年以後的病情逐步加重，都與他的政治處境和精神生活密切相關。可見慈禧的長期壓制和打擊，是光緒致病的重要原因，從這一點談來，民間傳說是慈禧置光緒於死地，則又並非全無道理。
尤其是在戊戌政變以後被囚禁的十年漫長歲月中，他一方面悲觀失望，前途渺茫，一方面又日夕擔心受怕，心情緊張，生活上更無人細心照料，使得他的病情不斷加重惡化，終至不治。不過，無論光緒究竟死於何因，都與他在清廷遭受的控制與打擊，在精神與意志上受到的壓制與摧殘，在身心上經受的折磨，甚至其骨肉親情也被拆散有著直接的聯繫。真可謂，光緒一生沒有過上一天舒心的日子。其實，這也就是他多病纏身的根源。因此可以認為，年輕的光緒之死，與慈禧控制下的清王朝黑暗腐敗密切相關。如果說光緒入宮為帝，是出於一種政治需要，那麼他的死去，也未必不是清廷政治腐敗的必然。
1980年清西陵文物管理處在清理崇陵地宮時，發現光緒遺體完整，體長一點六四米，無刃器傷痕。通過化驗頸椎和頭髮，也無中毒現象，與清史檔案專家、醫學專家的分析判斷相吻合，應該說光緒屬正常死亡的結論是正確的。至於為什麼光緒偏偏比慈禧早死一天，我們姑且說這是偶然的巧合。