这一年乃元狩六年（公元前117年）。数次领兵出征的劳累，长时间处于艰苦的环境，终于将疆场上威风凛凛的骠骑将军给击倒了。这时，太子刘据和皇后卫子夫日渐宠衰，因而常怀忧心。虽然武帝曾主动找到卫青，让他转告太子，说他温厚好静能安天下，是最合适的继位贤主，但随着武帝的年事日高，疑心渐重，与卫青一样，霍去病也不禁为太子的未来担忧。
虽然病得很重，但霍去病还是决定冒死进谏，上疏请武帝封皇子刘闳、刘旦、刘胥三人为诸侯王，并且诸侯王必须“就国”，即去封地居住而不能留在长安。奏章中说承蒙陛下错爱，使自己能在军**职。本应专心思考边防事务，即使战死荒野也无法报答陛下，居然敢考虑他事来打扰陛下。自己这样做，实在是因为看到陛下为天下事忧劳，因哀怜百姓忘了自己，减少了食膳音乐，裁减了郎员。皇子们赖天保佑，长大成人，已能行趋拜之礼，但至今未封号位，设师傅官。陛下谦恭礼让，不怜悯骨肉之情，群臣私下都希望早日予以封号，但不敢越职进奏。自己不胜犬马之心，冒死建言，希望陛下命有司，趁盛夏吉日早定皇子之位。希望陛下鉴察。
三月乙亥日，御史霍光兼尚书令上奏未央宫。汉武帝下诏说交御史办理。四月乙巳日，武帝封刘闳为齐王，刘旦为燕王，刘胥为广陵王，并令人传话说：爱卿所虑之事，朕已办妥了。暂时不要再考虑别的事情，好好养病，朕静候你的佳音。
这年九月，大司马骠骑将军霍去病的病情日益严重，自知时日无多，便将长子霍嬗（字子侯）召唤到病床前，嘱咐他好好侍奉母亲，忠于君主，忠于职守。霍嬗留着泪，一一答应。霍去病又转头看向自己的爱妻，紧紧拉着她的手。去病之妻也紧握着他的手，泪眼婆娑，无语凝噎。霍去病勉强挤出一个笑容，嘴巴微张，但终究没有再说出一个字，握着妻子的那只手渐渐松开，渐渐松开……
任何时候，武帝都是步伐不缓不急，形色不慌不忙，举止相当从容。可这一次，他的步伐紧急，他的形色慌乱，一进霍府，也随之流泪，并久久哀叹，言大司马骠骑将军薨，朕折一臂矣！
此后，武帝心灰意冷，暂时不再言北击匈奴之事。