另一位大司马王根在告老还乡的时候，向汉成帝推荐王莽做自己的接班人，汉成帝同意了。于是王莽成了王氏家族第四个担任大司马一职的人，而这时他只有38岁。皇帝赏赐的钱财都被王莽拿去救济穷人和款待学者文人，自己却一直保持简朴的生活，家人穿着颜色素淡的衣服。曾有一次，大臣们去王莽家做客，误把王莽的妻子当成了佣人，因为妻子穿的衣服一点儿也不像大户人家那么鲜亮。
大司马王凤是王莽的伯父，对王莽赏识有加，临死前特意嘱咐王太后多多关照王莽。王太后就封王莽为黄门郎，后来又升迁至射声校尉，这时是公元前22年。不单是王凤，朝中其他大臣也很欣赏王莽，纷纷在汉成帝面前称赞他，叔父王商甚至请求皇帝把自己的一半郡国送给王莽。汉成帝整天听着别人赞美王莽的话，以为王莽真的有能力博得众人赏识，于是在公元前16年提升他为新都侯，加封为骑都尉和光禄大夫、侍中。当了大官的王莽还是和以前一样，甚至比以前还要谦逊，不管是对待下属，还是百姓，都是客客气气的，有一次把自己的马车卖掉，得来的钱都施舍给了穷人。百姓一提起王莽，满口都是赞扬和崇敬。别看王氏家族很多人都位居高官，其实他们在百姓心里的地位还没有王莽高。
西汉后期的社会很不稳定，国家政策混乱，影响百姓正常的生活，很多人背井离乡，导致有些地方变成无人区。为了缓和社会矛盾，王莽在登基后对国家进行了一系列的改革，仿照西周的制度来管理国家。王莽废除了汉朝统一使用的五铢钱，不切实际推行各种新货币；把全国的土地划归国家所有，按每户家庭人口数量分配田地，并要求地主和富商交出多余的土地；禁止买卖奴婢；禁止高利贷，控制物价；把所有的盐铁、铸钱和酿酒都交由国家管理；还掀起一股改地名的风潮，并且随意划分行政区域和官员管辖区域。
政策刚向全国宣布，就引来很多人的愤怒和反对，其中以地主豪强的反对最为激烈。王莽的改革在不同程度上侵犯了富人们的利益，使他们开始对王莽的统治产生了敌对心理，一些富人根本没有把土地交给国家，国家自然也没有那么多的田地分给百姓，因此百姓怨声载道；胡乱制造钱币则把国家经济折腾得一团糟，物价根本稳定不下来，经济得不到增长，甚至连连倒退；地方官吏一时适应不来地名的改变，在处理公务时总是出错，不免也对王莽产生了反感。
另外，王莽降低了少数民族的地位，强迫他们向自己俯首称臣。各族首领十分气愤，继而引发了少数民族和中原的战争，王莽派遣了十万大军前往边境对抗。维持军队的消耗是一笔很大的开支，国库已经日渐空虚，这时又爆发了瘟疫、旱灾、蝗灾以及黄河决堤，统治者措手不及，天下一片动荡。王莽的改革不但没有促进发展，反而令国家陷入混乱之中。
公元3年，王莽把自己的女儿嫁给了汉平帝。公元4年，汉平帝加封王莽为宰衡，位列诸位王侯之上。王莽为了进一步赢取民心，先后在全国各地召集学者文人来到长安，推崇儒家思想，得到儒生们的一致好评；又命人修建了很多集贸市场和粮仓，使得百姓对他交口称赞。公元5年，汉平帝去世，王莽想趁机夺取皇帝之位，又怕天下人反对，便利用自己的权力拥戴两岁的刘婴为皇太子，自己则被王太后授命为“假皇帝”，暂时管理朝廷事务。王莽的野心越来越大，渐渐地，刘氏家族察觉到王莽的异常，决定起兵造反。公元6年，安众侯刘崇带领一百多人试图攻占宛城，但没有成功；第二年，严乡侯刘信联合东郡太守翟义起兵，自立为皇帝。一夜之间，大大小小的起义纷纷冒了出来，王莽慌得不知该怎么办。他一方面对着刘家的列祖表明自己绝不叛国，一方面命令军队前去镇压。公元8年，起义造反的势头被压了下去，王莽开始做称帝前的准备。他暗中指使别人在公众面前宣扬自己是真命天子的流言，然后逼迫王太后交出玉玺，向世人宣告皇太子刘婴禅让皇位给自己，就这样，王莽在公元9年登基做了真皇帝，国号为“新”。
公元前7年，汉成帝去世，汉哀帝即位。只过了六年，汉哀帝也死了，王太后拥立年仅八岁的汉元帝孙子刘衎即位，是为汉平帝。王莽依然担任大司马，皇帝年纪还小，政权渐渐落在王太后和王莽的手里。众人一开始没有反对，还很欣慰幼主能得到王莽的扶持，然而在权利和欲望的熏陶下，王莽的思想发生了变化，政治野心慢慢地暴露出来。他利用王太后赶走了自己的叔父王立，然后册封三朝元老孔光的儿子为侍中兼奉车都尉，逼迫孔光为自己卖命。孔光没办法，只好在上朝的时候当着皇帝和百官说了很多赏识王莽的话，接着又对付那些对王莽不利的人，使得这些大臣先后被罢官，其中有中太仆史立、南郡太守毋将隆、河内太守赵昌，以及泰山太守丁玄等人，还罢黜了高昌侯董武和关内侯张由的爵位。王莽在朝廷里安插自己的亲信，只要王莽一声令下，这些亲信立刻按他的吩咐办事。于是每隔一段时间，群臣就会上奏皇帝和太后，请求给王莽加官晋爵，王莽总是严厉拒绝，还声泪俱下地说自己不配得到封赏。如此几次之后，太后也开始劝他接受群臣的好意，王莽仍然假意推辞了一番，然后装作不情愿的样子接受了封号。就这样，王莽被封为“安汉公”，并和孔光、王舜、甄丰共称“四辅”，从此以后，王莽可以说是一人之下，万人之上。
公元前33年，汉元帝去世，汉成帝刘骜即位。元帝皇后王政君成了皇太后，王家人一个接一个做起了大官，不免有些得意忘形，生活渐渐变得奢靡，整日沉醉在酒色之中，还大肆炫耀王氏家族的显赫地位。其他人很厌恶王家人，只是不敢表现出来。王太后有一个侄子叫王莽，在王家人高调活跃在朝廷里的时候，他却默默地守在家里服侍年老的母亲。王莽有一个哥哥，可惜过早地去世了，留下孤儿寡母，也是王莽在照顾他们。除了尽孝道，王莽还跟随名师学习《礼经》，待人接物都彬彬有礼，从不以王氏身份炫耀，在大家看来，王莽简直就是一位道德模范。
