第二天，董卓宣布廢除少帝劉辯，立陳留王劉協為帝，是為獻帝，時年9歲。從此，劉協開始了他作為傀儡皇帝的漫長生涯。
劉協登基后，董卓自封為丞相，后又加封為太師，完全控制了中央政權。董卓的軍隊在洛陽劫掠財物，奸**女，無惡不作，后并把洛陽城燒成一片廢墟。
初平元年（公元190年）春天，各地的州郡牧守以討伐董卓的名義紛紛起兵。由于起兵的州郡都在關東（潼關以東），所以史稱“關東聯軍”。許多地方豪強響應了這次起兵，帶著自己的私兵萬里相赴，自此正式拉開了東漢末年軍閥混戰的序幕。
關東軍共推渤海太守袁紹為盟主，從北、東、西三面來包圍洛陽。董卓因受關東軍的威脅，挾持劉協由洛陽遷都長安。這時，王允任司徒，主持具體政務。他表面上依附董卓，暗中心向漢室，身邊聚集了一批朝中官員。
初平二年（公元191年），關東諸侯為了爭奪政治上的領導權，以袁紹、韓馥為首，倡議立幽州牧劉虞為帝。但這個建議遭到袁術、曹操的反對，最后作罷。劉虞的兒子劉和在長安朝廷擔任侍中，劉協想憑借關東軍的力量還都洛陽，以擺脫董卓的控制，就派劉和潛出武關求援。
但這時關東州郡牧守正熱衷于互相兼并以壯大自己的力量，擴張地盤，無意西討董卓。長安方面就轉而依靠內部的力量來推翻董卓。
初平三年（公元192年），司徒王允與司隸校尉黃琬、仆射士孫瑞、中郎將呂布密謀刺殺董卓。呂布本為董卓的親信，兩人曾結過義父子關系。董卓性格暴烈，有一次呂布為一樁小事違背了董卓的意圖，董卓拔出手戟就向呂布投去。
呂布慌忙躲開，事后又向董卓俯身請罪，才算作罷，由此二人有了隔閡。董卓被刺死后，王允錄尚書事，呂布晉升為奮威將軍，二人共同主持朝政。
王允得手后，驕傲自滿，加上氣量狹小，未能維持住關中的局勢。不到一個月，192年6月1日，董卓部將李傕等人擊敗呂布，占領長安，殺死王允，控制了東漢政權。李傕升為車騎將軍、開府、領司隸校尉、假節、池陽侯，后李傕又升為大司馬，郭汜為后將軍、美陽侯，樊稠為右將軍、萬年侯，張濟被封為鎮東將軍、平陽侯，外出屯駐在弘農。
興平元年（公元194年），三輔大旱，谷價騰貴，一斛谷值錢50萬，長安城中甚至發生了人吃人的事件。劉協命令侍御史侯汶出太倉米豆煮粥救濟百姓，但因為糧食不夠仍然有很多人餓死。
劉協懷疑侯汶沒有如實用全部糧食賑濟災民，而是趁機侵占公糧，于是派人取米、豆各五升在自己面前熬成粥，最后可以煮出兩盆，證實是侯汶作弊，于是責打侯汶五十廷杖。之后長安城中饑民終于得到了救濟。