清和天皇即位后，政事多交由藤原良房处理，在政治上并无太大作为，但因编纂了《贞观格式》，算得上是“文运”昌盛。此外，清和天皇的后妃很多，子嗣也很多，有些皇子臣籍降下，成为著名的“清和源氏”。“应天门之变”落幕不久的贞观十年（868年）十二月，清和天皇的女御、藤原长良之女、藤原基经同母妹藤原高子（长清和天皇8岁，曾与在原业平私奔，后被兄长追回，并被送入宫中）在藤原良房的宅邸染殿第生下长子贞明亲王。翌年二月一日，只有三个月大的贞明亲王成为皇太子。
贞观十三年（871）二月十四日，清和天皇在紫宸殿听政。四月十日，清和天皇发布敕令，认为藤原良房“义为君臣，恩过父母。盖有不世之功，须受非常之宠。”宣布藤原良房享受“准三宫”（“三宫”即太皇太后、皇太后和皇后）待遇。贞观十四年（872）八月二十五日，藤原良房的犹子、在应天门之变中表现沉着冷静的藤原基经接替藤原氏宗（右大臣藤原良相于贞观九年十月去世，藤原氏宗于贞观十二年正月十三日接任右大臣，并于贞观十三年二月去世）担任右大臣。与此同时，嵯峨天皇之子源融接替其兄源信（源信于贞观十年十二月去世，此后左大臣一职一直空缺）担任左大臣。次月，藤原良房去世，享年69岁，被追赠正一位、封美浓公、赐谥号忠仁公。
贞观十八年（876年）十一月二十九日，清和天皇以“热病频发，御体疲弱，不堪听朝政。加以，比年之间，灾异繁见，天下无宁”为由，宣布让位于年仅9岁的皇太子贞明亲王（清和天皇同样是9岁即位），同时宣布由右大臣藤原基经“保辅幼主，摄行天子之政，如忠仁公故事”，自己则虔心于佛道的修行。对此，藤原基经礼仪性地推辞了一下，上奏说：“太上天皇在世，未闻臣下摄政。”翌年，贞明亲王正式即位，是为阳成天皇，同时改年号为元庆，封生母藤原高子为皇太夫人，称“中宫”。元庆四年（880）十二月四日，清和太上天皇驾崩（31岁）。同日，阳成天皇改任藤原基经为太政大臣。元庆六年（882）正月二日，阳成天皇元服，由藤原基经为其加冠。
从仁明天皇→文德天皇→清和天皇→阳成天皇一直按照直系继承的原则顺利继承皇位。但是，元庆八年（884年）二月四日，尚未生子、年仅17岁的阳成天皇突然退位，并由仁明天皇之子、文德天皇的异母弟、已55岁高龄、时任一品式部卿的时康亲王继承皇位，是为光孝天皇。文德天皇系的直系继承就此终止。
纵观日本天皇的历史，因直系皇统断绝而由旁系皇统继承的现象并不少，如清宁天皇去世后由旁系显宗天皇即位、武烈天皇去世后由旁系继体天皇即位、称德天皇去世后由旁系光仁天皇即位等。但以上旁系皇统即位的原因都是没有直系皇统继承人存在。阳成天皇退位后由旁系光孝天皇即位显得比较特殊。
光孝天皇相对来说是旁系，当时旁系何以能取代直系呢？根据《三代实录》元庆八年（884）二月四日条的说法，阳成天皇“身病数发，动多疲顿。社稷事重，神器叵守。所愿速逊此位焉。”也就是说，阳成天皇自己之所以主动提出退位，是由于受病痛苦恼。但事实上阳成天皇十分高寿，直至朱雀天皇统治的天历三年（949）才以82岁高龄去世。因此，病痛苦恼的原因恐怕站不住脚。有观点认为阳成天皇退位是由于他的母亲藤原高子在与藤原基经的权力斗争中失败导致。据说藤原高子曾拒绝藤原基经的女儿藤原温子入宫成为阳成天皇的皇妃。学界比较普遍的看法是，阳成天皇的退位与宫中发生的一起杀人事件有关。
根据《三代实录》元庆七年（883年）十一月十日癸酉条记载，阳成天皇的乳母纪全子之子、殿上人源益在天皇的日常居所清凉殿里突然被人杀害。内里出了命案，导致一时间朝臣人人自危。虽然《三代实录》并没有指出杀害源益的凶手是谁，但是很明显此人正是“被身边的群小所误”的阳成天皇（有观点认为源益是被藤原基经的爪牙所毒害）。发生上述事件以后，朝廷“停新尝祭，于建礼门前，修大祓。以内里人死，诸祀停废也。”但阳成天皇依旧与小野清如等人胡作非为，藤原基经知道后，“遽参内里，驱逐宫中庸猥群小”。“天皇杀人是前所未有的破天荒事件，给贵族十分强烈的冲击”。可以说，阳成天皇的退位是由于以藤原基经为首的贵族无法容忍其所作所为，在贵族层共同的抗议下的被迫选择。其中，藤原基经在舆论方面进行的引导大概起了很大的作用。
根据阳成天皇退位宣命记载，光孝天皇即位是根据前代出现没有立皇太子的情况时，立资历较老者为天皇的先例。很明显，这一先例指的是光仁天皇。光孝天皇与光仁天皇有一个共同的特征：都是以旁系的身份即位，与其前代天皇的血缘关系较为淡薄。光仁天皇与其前任称德天皇的祖父（文武天皇）同辈，光孝天皇与其前任阳成天皇的祖父（文德天皇）同辈（或许正是因为以上共同特征，所以两位天皇的谥号中都带有表示继承含义的“光”字）。
光孝天皇即位同光仁天皇即位也有一个不同之处，即光孝天皇即位前始终没有被立为皇太子，而光仁天皇即位前被立为皇太子。平安时代的天皇在即位前几乎都被立为皇太子，没有被立为皇太子而即位的天皇很罕见。
事实上，当时的皇位继承资格与资历没有直接关系，而是由血统来决定。从血统上来看，时康亲王属于皇位继承的旁系血统，且与阳成天皇血统疏远，因此他几乎不被认为有皇位继承的资格。与其相比，如阳成天皇的同母弟贞保亲王、异母弟贞辰亲王等更加适合。
一般认为，因为时康亲王是藤原基经的表兄，所以藤原基经不顾别人的反对，拥立其为天皇。但是，如果藤原基经真要拥立天皇，为何不拥立与其关系更加密切的外孙贞辰亲王（清和天皇与藤原基经女儿藤原佳珠子所生）呢？笔者在《“一帝二太上”与“承和之变”》中已经提及，藤原基经曾希望在“承和之变”中被废皇太子身份后出家的恒贞亲王继承皇位，但遭到拒绝。另外，左大臣圆融曾毛遂自荐，认为自己原本也是皇子，希望由自己继承皇位，但遭到藤原基经的反对，理由是臣籍降下之人不再属于皇亲，不能继承皇位。笔者以为，当时的皇位继承并不是藤原基经一人可以随意左右，同阳成天皇退位是贵族层共同抗议的结果一样，时康亲王即位也是以藤原基经为首的贵族层共同合议的结果。根据《三代实录》记载，光仁天皇“少而聪明，好读经史。容止宽雅，谦恭和润。慈仁宽旷，亲爱九族。性多风流，尤长人事”。以藤原基经为首的贵族层之所以将时康亲王推上皇位，大概是因为时康亲王具有丰富的从政经验，能过迅速、有效地恢复因阳成天皇而导致十分混乱的宫廷秩序。
值得注意的是，光孝天皇在即位两个月后作出了一个十分特殊的举动。即元庆八年（884）四月十三日，光孝天皇将除侍奉伊势神宫的斋宫（繁子内亲王）和贺茂神社的斋院（穆子内亲王）之外的所有子女赐姓降下。虽然，在光孝天皇的这份敕书中没有提及皇位继承问题，但皇子一旦接受赐姓，意味着其脱离皇籍，因此其皇位继承权自动丧失（圆融无法继承皇位便是其中的例子）。平安时代的天皇给皇子赐姓是常有的事情，但将自己所有的皇子全部赐姓却是首次。通过将所有子女赐姓降下，可以说从原则上否定了光孝天皇所有皇子的皇位继承权。一般认为，光孝天皇将自己的皇子全部赐姓降下是为了将皇室人选交由藤原基经。笔者认为，也不排除另一种可能，即光孝天皇由于是前任天皇的旁系，其性质同女帝即位十分相似，具有过渡性质，其很可能是希望等待阳成太上天皇之子长大后再让位。不过，光孝天皇虽然将自己置于过渡性的位置，但直至去世，阳成太上天皇也未生出皇子。
光孝天皇即位后还做了另一件有意思的事情。元庆八年（884）五月二十九日，光孝天皇命令式部少辅兼文章博士菅原道真以及善渊永贞、净野宫雄、中原月雄、大藏善行等文官和明法家们，讨论太政大臣有无职掌以及相当于何种职务。菅原道真认为“太政大臣，即是有德之选，非分掌之职。为无其分职，故不称掌。”其他人讨论的结果也比较一致，即太政大臣相当于唐朝的“三师”（太师、太傅、太保）和“三公”（太尉、司徒、司空），是“师范一人，仪形四海”，“佐王论道，以经纬国事”，“论道经邦，燮理阴阳之任也”，没有明确的执掌。无奈之下，光孝天皇于六月五日给藤原基经下达敕令：“自今日官厅坐就，万政颁行，入辅朕躬，出总百官，应奏之事，应下之事，必先谘禀。”也就是说，朝中所有重要之事，均需事先向藤原基经禀报。依此，“光孝天皇赋予藤原基经的权限，虽然不像摄政那样可以代行天皇大权，但是却能介入天皇对国政的决定及其实施”。此外，此时虽然尚未使用“关白”（意为奏上、禀告）一词，但很明显藤原基经获得的职权与以后的“关白”职能是相同的。
元庆九年（885）二月二十一日，光孝天皇改元仁和。仁和二年（886）正月二日，光孝天皇在仁寿殿为藤原基经的长子藤原时平举行元服礼，并亲自为其取冠、加冠。“殿上元服”这样的礼遇，即便是对皇子皇孙来说，都是极其难得的，更何况是人臣之子。后来，藤原基经的次子藤原仲平也得到了殿上元服的待遇，并从此形成了凡是藤原家关白之子，都在殿上举行元服仪式的惯例。按照《大镜》的说法，“后来，光孝天皇的血脉流传了下去。藤原基经的子孙也代代相传，作为皇室的后盾，忠心辅佐。”而事实上，光孝天皇的后人与藤原基经的子孙之间进行了相当激烈的控制与反控制斗争。
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