隨即進入許都，改延康元年為黃初元年，國號為魏，追尊曹操為武皇帝，廟號太祖，封劉協為山陽公，允許他在其封地奉漢正朔和服色，建漢宗廟以奉漢祀。曹丕還同時給劉協留了句客氣話：“天下的好東西，我跟你可以一起享受。”
由于當時盛傳劉協被殺，所以劉備便以漢室宗親的身分即皇帝位，建立蜀漢（劉備便是漢昭烈帝），追謚劉協為“孝愍皇帝”。
魏明帝青龍二年（234年）三月庚寅（4月21日），劉協壽終正寢，魏明帝曹叡率群臣親自哭祭。八月壬申，以漢天子禮儀葬于禪陵。謚號為孝獻皇帝。
遜位之后，劉協不以政治為意，而是融入民間，關切民生，體會百姓之苦;以醫為業，懸壺濟世，為病人解除痛苦。劉協當皇帝時雖然窩囊，但退位后卻是個稱職的鄉村醫生，深受百姓愛戴，民眾敬之如父母。
劉協為山陽老百姓免費治病，走到哪里，就看病在哪里。經劉協所救治，存活者甚眾，百姓皆感激涕零，山陽不少地方都為他立碑，以示愛戴。
劉協在山陽期間，曾多次到云臺山附近采藥，在今天百家巖上嵇山亭內的石刻畫像中，就有“山陽公行醫圖”。對于從云臺山上挖下來的中草藥，劉協從不收費，扎針、艾灸、拔罐、刮痧都不要錢，只有對購來的藥物，才酌收成本。劉協的這種行醫方式，流傳至今。
在農村，“中藥不還價，針灸不要錢”等民俗，據說就是從劉協那時留下來的千年老規矩。
劉協被貶到山陽后，皇后曹節拼死相爭，也得以來到劉協身邊。劉協和曹節二人攜手到云臺山采藥，施醫救民，雖無法與宮中生活相比，卻也成就了一段佳話。
百姓出于對他倆的感激之情，尊稱他們為“龍鳳醫家”。另外，劉協的子孫中有不少也居山陽。有嬌妻子孫陪伴身邊，得享天倫，處于親情、人情、民情的溫馨圍繞中，這也是劉協不幸中之大幸。
興辦義學，是劉協在山陽的又一大貢獻。黃初五年(224)，劉協、曹節夫婦看到山陽舊的校舍殘垣斷壁，處處是危房，便傾其所有，捐錢修校舍，并聘請有名望、有學問的卜商前來任教，宣布不論貧富人家的子弟，都可以接受教育，貧窮人家的孩子也有了讀書的機會。可以說，劉協任山陽公國時期，是山陽繼魏文侯建立山陽邑校以來的又一個繁榮時期。
當皇帝，劉協無法施展個人才華;當山陽公，劉協卻可以一展身手。經過十多年的休養生息，山陽人民安居樂業，百業興旺。空閑時，劉協喜歡到濁鹿城北的小山上登高遠眺。盛夏季節，他常到國北的百家巖游玩，一邊納涼，一邊觀賞吼聲如雷、噴珠濺玉的天門瀑布，在那里留下了“避暑臺”的遺跡，現在該處尚有宋人石刻“漢獻帝避暑臺”六個大字。