在大行皇帝同治靈前祭奠後，便“剪髮成服”，入繼大統，做了皇帝。
初七日，光緒奉慈安皇太后住居在東六宮的鐘粹宮，俗稱慈安皇太后為“東太后”；奉慈禧皇太后住居在西六宮的長春宮，俗稱慈禧皇太后為“西太后”。光緒住在養心殿。慈安皇太后與慈禧皇太后實行垂簾聽政。皇帝訓諭稱“諭旨”，皇太后訓諭稱“懿旨”。
光緒元年（1875年）正月二十日，兩宮皇太后懿旨光緒皇帝在太和殿舉行即位大禮，並告祭天、地、廟、社。光緒皇帝繼位後，到乾清宮向同治帝御容（畫像）行禮，又到鍾粹宮向慈安皇太后行禮，再到長春宮向慈禧皇太后行禮，復到儲秀宮向嘉順皇后（同治皇后）行禮。這時光緒皇帝才5歲，實際年齡只有3週歲半。
光緒二年（1876年）四月二十一日，光緒帝開始在毓慶宮讀書。毓慶宮在東六宮東側齋宮與奉先殿之間。師傅為署侍郎、內閣學士翁同龢和侍郎夏同善。翁同龢與夏同善為同榜進士。翁同龢主要教光緒讀書，夏同善主要教光緒寫仿格（寫字）。御前大臣教習滿語文、蒙古語文和騎射。幼年皇帝讀書先有順治，繼有康熙，再有同治，他們登極時的年齡，順治6歲、康熙8歲、同治6歲，而光緒只有4歲。所以，光緒從6歲，實際上4週歲半，開始讀書。光緒剛開始就讀，對環境、師傅、學習、伴讀都很陌生，很不習慣。他對授讀師傅感到很生疏，有時又哭又鬧，還摔書本。師傅沒有辦法，奏告慈禧皇太后。慈禧懿旨皇帝生父奕到毓慶光緒皇帝《臨顏真卿自書告》軸宮，照看小皇帝讀書。隨著歲月推移，載湉年歲漸長，逐漸習慣於讀書生活。光緒讀書很用功，慈禧誇讚他：“實在好學，坐、立、臥皆誦書及詩。”他把讀書同做國君相聯絡，如在《乙酉年御製文》中寫道：“為人上者，必先有愛民之心，而後有憂民之意。愛之深，故憂之切。憂之切，故一民飢，曰我飢之；一民寒，曰我寒之。凡民所能致者，故悉力以致之；即民所不能致者，即竭誠盡敬以致之。”這一年為光緒十一年（1885年），光緒才15歲。他很想當一位有所作為的皇帝。光緒還寫了一首《圍爐》詩：
西北明積雪，萬戶凜寒飛；
惟有深宮裡，金爐獸炭紅。
從詩中可以看出，少年皇帝光緒胸中念邊塞、心中掛庶民的心態。
光緒有父親奕在毓慶宮照料自己讀書，但君臣之禮，取代父子之情。奕“謙卑謹慎，翼翼小心”的性格，對光緒影響並不大。影響光緒性格的重要因素，主要有三：一是遺傳因素。光緒的性格，更多的不是繼承其父“敬謹”的因素，而是母親一支的“桀驁”的基因。他的外祖父惠徵曾因攜銀逃走被免官，可見其不守本分。她的姨媽慈禧太后的強悍性格更是表露鮮明。這些或對光緒皇帝的性格形成有著先天性的影響；二是教育因素。光緒在毓慶宮長達10餘年的讀書學習，儒家經典，師傅薰陶，是其性格形成的教育因素；三是社會因素。光緒面臨戰敗賠款，民族災難，則是其性格形成的社會因素。
光緒經過12年的少帝生活，早已到了親政的年齡。光緒十二年（1886年）六月初十日，慈禧皇太后懿旨：“前因皇帝沖齡踐祚，一切用人行政，王大臣不能無所稟承，因準廷臣之請，垂簾聽政。本日召見醇親王及軍機大臣、禮親王世鐸等，諭以自本年冬至大祀圜（yuán）丘為始，皇帝親詣行禮，並著欽天監選擇吉期，於明年舉行親政典禮。”光緒十三年（1887年），光緒帝開始親理朝政。
光緒做了12年的少年天子。在這段時間裡，發生了幾件大事：
第一件是中法戰爭。光緒八年（1882年），中法戰爭爆發，清軍恐怕“失和”而“退讓”。光緒十年（1884年），法國艦隊司令孤拔率領艦隊駛入福建水師基地馬尾軍港。清軍被迫迎戰。同年，法軍又進攻吳淞口。法軍再侵犯臺灣淡水、雞籠（基隆），臺灣軍務大臣劉銘傳率領守軍扼守淡水，擊退敵軍侵略。第二年初，法軍在水路進攻浙江鎮海，在陸路進攻鎮南關（今友誼關），清軍獲得“鎮南關大捷”。光緒十一年（1885年）四月，清朝“以勝求和”、“不敗而敗”，派李鴻章同法國代表在天津簽訂《中法新約》。
第二件是臺灣建立行省。光緒十一年（1885年）九月，清朝“改福建巡撫為臺灣巡撫”，正式建立臺灣行省，劉銘傳為第一任臺灣巡撫。《清國史·劉銘傳傳》記載：銘傳，安徽合肥人，“秉性忠勇，卓著戰功”。《清史稿·劉銘傳傳》記載：少有大志，青年從淮軍，後在淮軍“為諸將冠”。他