Năm Diên Quang thứ 4 (125), mùa xuân, Diêm hậu cùng Hán An Đế đi lên tế bái Chương lăng, trên đường thì An Đế đổ bệnh. Sang ngày 10 tháng 3 ÂL, An Đế băng thệ tại huyện Diệp, thọ 31 tuổi[9].

Diêm hậu không lập tức phát tang ông, mà triệu gọi anh là Diêm Hiển vào cung bàn bạc, nói:"Hiện giờ Hoàng đế đương trên đường giá băng, Tế Âm vương còn ở trong triều, nếu các quan biết Bệ hạ đã băng hà, tất sẽ phù trợ Tế Âm vương kế vị, thế thì thực sự là đại họa lâm đầu rồi!". Bọn họ bèn giấu chuyện An Đế đã băng hà, nói Hoàng đế bị bệnh cấp tính, thiết trí trong ngoài đều hoạt động như cũ. Ngày 13 tháng 3, xa giá trở về hoàng cung, sang ngày 14, Diêm hậu sai quan viên đến Tông miếu, Xã tắc, gỉ vờ cầu đảo cho Hoàng đế mau khỏi bệnh. Ngay tối đó, Diêm hậu bắt đầu tuyên bố An Đế giá băng, chính thức phát tang. Diêm hậu trở thành Hoàng thái hậu, lâm triều xưng chế, Diêm Hiển trở thành Xa kỵ tướng quân, kiêm Nghi đồng tam ti, nắm toàn quyền triều đình[10].

Diêm Thái hậu cùng nhà họ Diêm mưu đồ độc tài triều đình, bèn chọn một người họ hàng xa trong hoàng thất là Bắc Hương hầu Lưu Ý, con của Tế Bắc Huệ vương Lưu Thọ, con thứ của Hán Chương Đế[11]. Ngày 28 tháng 3, Lưu Ý vội vàng kế vị, sử gọi Đông Hán Tiền Thiếu Đế[12].

Đông Hán Tiền Thiếu Đế Lưu Ý chỉ sống 7 tháng thì bệnh nặng. Diêm Hiển cùng Giang Kinh túc trực bên Lưu Ý, nhân khi không có người bèn mật mưu:"Bắc Hương hầu một khi bệnh không dậy nổi, người kế thừa Hoàng vị nên lập tức quyết định. Khi trước chúng ta không lập Tế Âm vương, bây giờ lại lập, tất sẽ mang oán hận. Chúng ta nên chọn một trong số các vị Vương tử dòng xa, đó mới là thượng sách!". Ngày 27 tháng 10, Lưu Ý băng hà[13]. Ấu đế băng hà, Diêm Thái hậu và Diêm Hiển bàn nhau đưa quân vào chiếm lấy cung điện và chưa vội phát tang, còn điều động các con của Tế Bắc vương cùng Hà Gian vương vào kinh, mưu việc lựa người tôn lập.

Hoạn quan Tôn Trình (孫程) biết mưu đó bèn liên kết với 18 hoàng môn quan, cùng nhau lập Lưu Bảo lên ngôi, tức là Hán Thuận Đế. Diêm Thái hậu cùng Diêm Hiển xua quân đội đánh với quân của Tôn Trình, kết quả Diêm Thái hậu đại bại. Dòng họ Diêm kể cả Diêm Hiển đều đã bị xử tử.