哀帝刘欣,本来是定陶恭王刘康之子。刘康是元帝刘奭的儿子,由于元帝溺爱其母傅婕妤,爱屋及乌,对这个儿子也非常喜欢,甚至一度想废黜太子刘骜(成帝),改立刘康为承继人。但这件事终究没能实行,刘康被封为定陶王,带着母亲傅婕妤分开了长安城,归藩就国。
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刘康有许多妻妾,其中丁姬生下一个儿子,就是刘欣。刘康早死,刘欣袭爵为定陶王,绥和元年(前8),他和叔父、中山王刘兴同时入朝觐见。他的祖母傅婕妤(此时已被尊为王太后)也跟着一起到了长安,携带大量珍宝,贿赂皇后赵飞燕,以及掌权的大司马、骠骑将军王根,想让孙子刘欣登上太子宝座。成帝没有儿子,在听了赵皇后、王司马的建言以后,又细心比较了刘欣、刘兴两人的性情、学问,终于决定选择刘欣作为储君。刘欣从此就进入宫中,学习礼仪和治国之道。绥和二年(前7),汉成帝暴毙,太子刘欣继位,就是西汉孝哀皇帝。