漢武帝的托孤大臣有四位，首席大臣是大司馬大將軍霍光，另外三位是，車騎將軍金日磾，左將軍上官桀，御史大夫桑弘羊。
霍光和金日磾(mi di)的生平等 可參看《漢書·卷六十八霍光金日磾傳第三十八》
桑弘羊
漢武帝時大臣。一說生於景帝后元三年(前141)。洛陽人。出身商人家庭，自幼有心算才能，以此13歲入侍宮中。自元狩三年(前120)起，終武帝之世，歷任大司農中丞、大司農、御史大夫等重要職務，與擔任大農丞的大鹽鐵商東郭咸陽、孔僅二人深得武帝寵信。元狩年間以後，在桑弘羊的參與和主持下，先後實行了鹽、鐵、酒官營，均輸、平准、算緡、告緡，統一鑄幣等經濟政策。此外，還組織了60萬人屯田戍邊，防禦匈奴。這些措施都在不同程度上取得了成功，暫時緩解了經濟危機，史稱當時「民不益賦而天下用饒」。桑弘羊以此賜爵左庶長。武帝后元二年(前87)，桑弘羊由搜粟都尉遷任御史大夫，與霍光、金日殫、上官桀四人同受遺詔輔佐昭帝。始元六年(前81)，昭帝召集各地賢良文學至長安，會議鹽鐵等國家大事。賢良文學反對鹽鐵官營和均輸平准等與民爭利的政策，力主改弦更張，桑弘羊與之展開辯論。由於桑弘羊的堅持和封建國家財政方面的需要，當時除廢止酒類專賣改為徵稅外，鹽鐵官營等各項重要政策仍沿襲不變。次年，桑弘羊因與霍光政見發生分歧，被捲入燕王旦和上官桀父子的謀反事件，結果被處死。
上官桀
上官桀，西漢隴西上邽人，約武帝、漢昭帝時人。武帝時任太僕。後來上官桀密謀欲廢昭帝，但事情敗露，被誅族滅。有子上官安，孫女上官氏為漢昭帝的皇后。少時為羽林期門郎，因深受武帝的信任及賞識，先被封為太僕，後又陞遷至左將軍，武帝死後，在遺詔裡封金日磾為秺侯，上官桀為安陽侯，霍光為博陸侯，但上官桀等人均不受。除此之外，武帝亦令金日磾、上官桀等人輔佐年少的漢昭帝。上官桀與霍光友好，霍光將其女嫁給上官桀的兒子上官安，但是後來，上官安仗著自己為霍光的女婿以及己身的勢力，將其女兒上官氏送入宮中，為婕妤，上官安則成了騎都尉。上官氏入宮不久，被立為皇后，但過不了多久，昭帝駕崩，上官氏也成了太皇太后，直到壽終。
霍光
應該說漢武帝的眼光不錯，雖然他的托孤大臣中有一半後來翻了船，成為漢王朝的罪臣，但霍光卻是個難得的忠良賢者，漢武帝兒子劉弗陵(漢昭帝)8歲繼位(公元前86年)，21歲病死(公元前74年)，執政期間得到了霍光的全力輔佐，昭帝無後，他死後，霍光立漢武帝的孫子劉賀為帝，劉賀荒淫無度，霍光與大臣們奏明皇太后，廢劉賀，另立漢武帝的曾孫劉詢為帝，這就是漢宣帝。霍光輔政前後達十三年，始終執行「與民休息」的政策，穩定了漢朝的統治，恢復和發展了社會經濟。漢宣帝地節二年(公元前68年)霍光病逝。
同樣作為托孤大臣的上官桀和桑弘羊卻晚節不保，他們因霍光專心朝政，未能滿足他們的私利而逐漸對霍光產生怨恨之情，上官桀有兩件事對霍光不滿。一是他想把孫女立為昭帝的皇后，二是他想幫助蓋長公主(漢武帝的女兒，劉弗陵的姐姐)的相好丁外人封候，都因遭到霍光的反對而未成，後來還是由於蓋長公主的幫助，他的孫女才被立為皇后，又使他的兒子上官安當上了驃騎將軍。桑弘羊也是因為他的弟子封官晉爵之事遭到霍光反對而怨恨霍光。漢武帝的哥哥燕王劉旦當時還活著，因未能繼承皇位也對霍光不滿，把霍光當作向皇位邁進的絆腳石。上官桀，桑弘羊，蓋長公主就密謀假借燕王劉旦的名義上書彈劾霍光專權，圖謀不軌。一時間朝中許多勢利小人紛紛附合，一起誣告誹謗霍光。小皇帝劉弗陵頗有主見，識破了壞人的詭計，公開給霍光撐腰打氣。蓋長公主他們見陰謀敗露，就想殺人滅口，一邊由蓋長公主設宴請霍光入宮赴宴，準備席間刺殺霍光，同時派人通報燕王劉旦，準備迎他入京當皇帝。霍光預先得到了這個消息，立即報告了小皇帝劉弗陵，漢昭帝下令火速捕殺了上官桀父子，桑弘羊，丁外人等大臣。燕王劉旦和蓋長公主也都畏罪自殺。
金日磾
在漢武帝的托孤大臣中，金日磾(mi di)是個頗為獨特的人。他本是匈奴休屠王太子，十四歲那年被驃騎將軍霍去病擄入漢宮，從此成為漢宮中的馬奴，因為馬養得好，酷愛馬的漢武帝便授予他馬監職務，後升任侍中、駙馬都尉、光祿大夫、車騎將軍，成為漢朝大臣中的二號人物。金日磾(mi di)自侍奉漢武帝以來，恭敬謹慎，態度嚴肅，幾十年如一日。後因功被封為秺侯。金日磾(mi di)莊重朝儀而大義滅親，忠心護駕而以身相拼，輔佐少主而鞠躬盡瘁，一個匈奴人，身上具備的是諸多為後人所稱道的華夏道義，倒比被漢武帝生前比作周公的霍光更像周公。他的子孫後代從此累世在朝廷為官，傳歷七代。漢昭帝始元元年九月(前86年)，輔政了一年多的金日磾病重不治而世。享年四十九歲，大漢朝廷為他舉行了隆重的國葬，陪葬茂陵，謚號「敬侯」。