称徳天皇は生涯独身であり、子をなすこともなかった。『続日本紀』宝亀元年（770年）八月癸巳条によると、崩御にあたって藤原永手や藤原宿奈麻呂・吉備真備ら群臣が集まって評議し、白壁王を後継として指名する「遺宣」が発せられたという。白壁王は光仁天皇として即位する。
一方、『日本紀略』『扶桑略記』に引用された「藤原百川伝」によると、崩御後間もなく群臣が集まって評議し、吉備真備が文室大市もしくは文室浄三を推し、永手や宿奈麻呂・藤原百川は白壁王を推した。真備が自案に固執すると、永手らは白壁王を指名する称徳天皇の遺詔を読み上げた。このため白壁王が即位して光仁天皇となるが、この遺詔は偽造されたものであったという[23]。
河内祥輔は『古代政治史における天皇制の論理』において、「藤原百川伝」の記述が『水鏡』に継承され、『大日本史』にも採用されたことから、吉備真備が出し抜かれた、藤原百川が暗躍したとされる経緯が一般的になったと指摘する。河内は百川が光仁擁立時は政治に参画する立場に無く、百川が暗躍したとする所説は桓武天皇の立太子の事情が誤って語られたものであると指摘。現在ではこの説が広く支持されている。
上野正裕は称徳天皇から吉備由利を介して吉備真備に後継者に関する遺詔が示された可能性があり、それが文室大市もしくは文室浄三であったものの、他の廷臣がこれを拒絶して白壁王を擁立したとする説もある[24]。
なお、道鏡は失脚して下野国薬師寺別当に左遷され、弓削浄人も土佐に流された。墾田私有も宝亀3年（772年）に再開されている。
強制改名18世紀に描かれた女帝の肖像
孝謙天皇には、自らに反抗したものに、卑しい名前をつけることをしばしばおこなった。
橘奈良麻呂の乱では
道祖王 - 麻度比（まどひ＝惑い者の意）
黄文王 - 久奈多夫禮（くなたぶれ＝愚か者の意）
賀茂角足 - 乃呂志（のろし＝鈍いの意か）
不破内親王の呪詛事件（これは誣告であった）では
不破内親王 - 厨真人厨女（くりやのまひとくりやめ＝台所の下女の意か）
氷上川継 - 志計志麻呂（しけし＝穢れる、荒れるなどの意。林陸朗の説）
宇佐八幡宮神託事件では
和気清麻呂 - 別部穢麻呂（わけべのきたなまろ）
和気広虫 - 別部狭虫（わけべのさむし）または、別部広虫売（わけべのひろむしめ）
など。 孝謙天皇・称徳天皇の系譜
系譜
16. 第40代 天武天皇
8. 草壁皇子
17. 第41代 持統天皇
4. 第42代 文武天皇
18. 第38代 天智天皇
9. 第43代 元明天皇
19. 蘇我姪娘
2. 第45代 聖武天皇
20. 藤原鎌足（=12）
10. 藤原不比等（=6）
21. 車持与志古娘
5. 藤原宮子
22. 賀茂小黒麻呂
11. 賀茂比売
1. 第46代 孝謙天皇・
第48代 称徳天皇
12. 藤原鎌足（=20）
6. 藤原不比等（=10）
13. 車持与志古娘（=21）
3. 藤原光明子（光明皇后）
14. 県犬養東人
7. 県犬養三千代
皇配：なし
子女：なし
同母弟：基王
異母兄弟姉妹：井上内親王・不破内親王・安積親王
系図
34 舒明天皇
古人大兄皇子 38 天智天皇
（中大兄皇子） 間人皇女（孝徳天皇后） 40 天武天皇
（大海人皇子）
倭姫王
（天智天皇后） 41 持統天皇
(天武天皇后) 43 元明天皇
(草壁皇子妃) 39 弘文天皇
(大友皇子) 志貴皇子 高市皇子 草壁皇子 大津皇子 忍壁皇子 長皇子 舎人親王 新田部親王
葛野王 49 光仁天皇 長屋王 44 元正天皇 42 文武天皇 吉備内親王
(長屋王妃) 文室浄三
（智努王） 三原王 47 淳仁天皇 貞代王
池辺王 50 桓武天皇 早良親王
（崇道天皇） 桑田王 45 聖武天皇 三諸大原 小倉王 清原有雄
