Hán Tuyên Đế nguyên danh là Lưu Bệnh Dĩ (劉病已), là cháu 4 đời của Hán Vũ Đế Lưu Triệt, ông nội là Lệ Thái tử Lưu Cứ của Hán Vũ Đế. Cha ông là Lưu Tiến (劉进), con trai của Lệ Thái tử, mẹ là Vương Ông Tu.

Hán Vũ Đế về già tin dùng hoạn quan Giang Sung. Do có hiềm khích, Giang Sung vu hãm mẹ con Vệ Hoàng hậu và Thái tử Lưu Cứ, khiến Thái tử sợ hãi nổi dậy làm loạn không thành và bị giết, đó gọi là án Vu cổ. Cha mẹ Bệnh Dĩ đều bị giết. Hai người chú của Bệnh Dĩ phải tự tử. Vệ Hoàng hậu cũng thắt cổ chết. Tuy nhiên Bệnh Dĩ được tha, chỉ bị hạ ngục cùng bà nội là Thái tử phi Sử thị, lúc đấy Bệnn Dĩ chỉ mới mấy tháng. Quan coi ngục Bính Cát (丙吉) vốn là thuộc hạ cũ của Thái tử, biết rõ Lệ Thái tử vô tội nên đã cưu mang đứa bé và cho nữ tù Hồ Tổ (胡組) và Quách Trưng Khanh (郭徵卿) làm vú nuôi, còn Bính Cát thường hay đến nhà lao để thăm nom. Sau đó Hán Vũ Đế nghe tin có điềm thiên tử trong nhà ngục nên sai người giết sạch phạm nhân, may mà Cát kịp thời cầm chân sứ giả cho đến khi Hán Vũ Đế hối lỗi và thu hồi thu hồi mệnh lệnh. Cát sau đó liền cho Hồ Thị đem Bệnh Dĩ đến Trường An, tìm được mẹ của Thái tử phi là Trinh Quân (貞君) cùng người họ hàng Sử Cung (史恭) vì vậy đã giao Bệnh Dĩ cho Trinh Quân nuôi Bệnh Dĩ hộ. Vài năm sau, Hán Chiêu Đế nghe nói hậu nhân dòng dõi Lệ Thái tử còn sống, bèn cho tìm kiếm và ban chiếu sắc phong Lưu Bệnh Dĩ làm Hoàng trưởng tôn và ra lệnh cho hoạn quan Trương Hạ (張賀) nuôi dưỡng.

Đến năm 76 TCN, Trương Hạ cho Bệnh Dĩ cưới con gái của hoạn quan dưới quyền là Hứa Quảng Hán (許廣漢), sau này trở thành hoàng hậu Hứa Bình Quân. Quảng Hán trước đây lấy nhầm yên ngựa của người khác, bị tội phải chịu cung hình (thiến), lúc đó đã có Hứa Bình Quân. Hứa Bình Quân có nhan sắc, khi này vừa khoảng 15 tuổi, được hứa gả cho con trai của Nội giả lệnh Âu Hầu thị, nhưng chưa kịp xuất giá thì người chồng đã chết. Mẹ của Hứa Bình Quân bèn đem con gái dẫn đi coi bói, đoán được rằng Hứa thị tất phải gả cho quý nhân, mẹ của Bình Quân nghe thế mà sung sướng. Trương Hạ nghe nói Hứa Quảng Hán có cô con gái xinh đẹp, bèn nói vào:"Hoàng tằng tôn tuy địa vị bi hèn, nhưng cũng là họ hàng gần của đương kim Hoàng đế, tương lai ít nhất cũng là Quan nội hầu, có thể gửi gắm con gái cho y!", Quảng Hán nghe thế mới xin cưới Bình Quân cho Bệnh Dĩ. Tiền cưới hỏi và sính vật đều do Trương Hạ lo liệu. Bệnh Dĩ được nhà vợ chu cấp, được học Tứ thư, Ngũ kinh và tỏ ra là người thông minh nhạy bén, thỉnh thoảng ông được Hán Chiêu Đế triệu vào chầu. Sau đó được sắc phong làm Dương Võ hầu.

Năm 74 TCN, Hán Chiêu Đế băng, không có con trai nối dõi nên đại thần phụ chính Hoắc Quang lập Xương Ấp vương Lưu Hạ lên ngôi. Nhưng Lưu Hạ khi lên ngôi lại ăn chơi sa đọa, chỉ trong 27 ngày đã phạm 1127 điều xấu. Hoắc Quang và triều thần thấy vậy bèn tâu lên Thượng Quan hoàng thái hậu (cũng là cháu ngoại của Hoắc) phế Lưu Hạ và đuổi về nước Xương Ấp. Nhiều đại thần muốn lập Quảng Lăng vương Lưu Tư, anh của Hán Chiêu đế và con trai duy nhất còn sống của Hán Vũ Đế lên làm vua, nhưng Hoắc Quang không thích Lưu Tư nên quyết lập Dương Võ hầu Lưu Bệnh Dĩ, khi đó 17 tuổi, lên ngôi, trở thành Hán Tuyên Đế trong lịch sử. Lúc đó Lưu Bệnh Dĩ đổi tên thành Lưu Tuân.

Có 3 lý do chính cho việc Hoắc Quang lập Lưu Tuân lên ngôi:

1. Thứ nhất: Lưu Tuân là dòng dõi đích tôn trực hệ của Hán Vũ Đế.
2. Thứ hai: Lưu Tuân còn trẻ và chưa có kinh nghiệm chính trị nên Hoắc Quang có thể dễ dàng kiểm soát hoàng đế, thao túng triều chính.
3. Thứ ba: Lưu Tuân được xem là họ hàng xa của Hoắc Quang (anh cùng cha của ông là Hoắc Khứ Bệnh, cháu Vệ Hoàng hậu, tằng tổ mẫu của Lưu Tuân). Đặc biệt, Lưu Tuân còn mang danh phận con rể của Hoắc Quang (lấy Hoắc Thành Quân) nên ông muốn con gái mình sẽ trở thành Hoàng hậu Đại Hán.