Trong thân phận thái tử, Tư Mã Thiệu đã cho tìm kiếm những người có tài và đối xử tốt với họ, coi họ như bạn bè thay vì là thuộc cấp. Trong số này có Vương Đạo, Dữu Lượng (庾亮, có em gái Dữu Văn Quân kết hôn với Tư Mã Thiệu), Ôn Kiệu (溫嶠), Hoàn Di (桓彝), và Nguyễn Phóng (阮放). Ông cũng được người đời biết đến với tấm lòng hiếu thảo và các học văn chương. Ông sau đó cũng học thêm võ thuật và thường đến thăm binh lính để khuyến khích họ.

Khi Vương Đôn nổi loạn chống lại Nguyên Đế vào năm 322, kinh thành Kiến Khang đã dễ dàng lọt vào tay họ Vương. Sau khi hay tin Vương Đôn đã chọc thủng tuyến phòng thủ của Kiến Khang, Thiệu Thái tử đã tự mình đến để làm người kháng cự cuối cùng, song Ôn Kiệu đã ngăn ông lại bằng cách cắt đứt những sợi dây thừng khỏi chiến mã của ông. Khi Vương Đôn buộc Nguyên Đế phải khuất phục, y đã nghĩ đến việc phế Thiệu Thái tử bằng cáo buộc sai trái rằng Thái tử không nghe theo lời Nguyên Đế. Tuy nhiên, Ôn Kiệu đã ngăn chặn điều này bằng cách công khai ca ngợi tấm lòng hiếu thảo của Thái tử, khiến cho lời cáo buộc giả dối của Vương Đôn không còn đáng tin cậy.

Đầu năm 323, Nguyên Đế mất trong đau buồn sau khi bị Vương Đôn đánh bại. Thiệu Thái tử kế vị và trở thành Minh Đế.