十五年（庚子年，公元820年）
春季，正月，沂、海、兖、密观察使曹华请求把治所迁到兖州（今山东兖州）；同意了。
义成节度使刘悟入朝。
当初，左军中尉吐突承璀谋划立澧王李恽为太子，宪宗不同意。等到宪宗病重，吐突承璀的谋划还没停止，太子听说后很担忧，秘密派人向司农卿郭钊问计，郭钊说：“殿下只要尽孝道谨慎等待，不要担心其他事情。”郭钊，是太子的舅舅。
宪宗服用金丹，常常烦躁发怒，身边的宦官往往获罪，有的被处死，人人自危；庚子日，突然在中和殿去世。享年四十三岁。当时人都说是内常侍陈弘志弑君，（胡三省注：《考异》说：《实录》只说“皇上在大明宫的中和殿去世”。《旧纪》说：“当时皇帝突然去世，都说是宦官陈弘志弑君，史官避讳不记载。”《王守澄传》说：“宪宗病重，宦官陈弘庆等弑君。宪宗英武，威望恩德在人们心中，宦官保密，不敢讨伐，只说药发突然去世。”《新传》说：“王守澄和内常侍陈弘志在中和殿弑杀皇帝。”裴廷裕《东观奏记》说：“宣宗追恨光陵（宪宗陵墓）像楚穆王商臣那样的残酷，郭太后也因此突然去世。”但这件事模糊不清，终究不能确定它的虚实，所以只说突然去世。）他的同党避讳这件事，不敢讨伐贼寇，只说药发，外人不能知道真相。
中尉梁守谦和众宦官马进潭、刘承偕、韦元素、于守澄等共同立太子为帝，杀了吐突承璀和澧王李恽，赏赐左、右神策军士兵每人五十缗钱，六军、威远军每人三十缗，（胡三省注：按《新志》：左、右龙武，左、右神武，左、右神策，称为六军。现在神策军赏赐的钱已经很丰厚又有六军，那么说明唐中期以后以左·右羽林、龙武、神武为六军。威远是另一支军队。）左、右金吾军每人十五缗。
闰月，丙午日，穆宗在太极殿东序即位。当天，召翰林学士段文昌等以及兵部郎中薛放、驾部员外郎丁公着在思政殿对答。（胡三省注：根据新君在太极殿东序即位和下文停止西宫的朝临来看，中和殿、思政殿可能都在西内（太极宫）。《实录》说宪宗在大明宫的中和殿去世，就在东内（大明宫）。）薛放，是薛戎的弟弟；（胡三省注：薛戎见二百三十五卷德宗贞元十六年。）丁公着，是苏州人；都是太子的侍读。穆宗还没处理政务，薛放、丁公着常常在宫中侍奉，参与机密事务，穆宗想任命他们为宰相，二人坚决推辞。
丁未日，停止西宫的朝临，在月华门外召集群臣。（胡三省注：唐代东、西内都有月华门。西内太极门内的东厢有日华门，西厢有月华门。东内宣政殿东廊有日华门，西廊有月华门。）贬皇甫镈为崖州（今海南三亚西北）司户；市井百姓都互相庆贺。
穆宗商议任命宰相，令狐楚推荐御史中丞萧俛；辛亥日，任命萧俛和段文昌都为中书侍郎、同平章事。令狐楚、萧俛和皇甫镈都是同一年的进士，穆宗想杀皇甫镈，因为他依附吐突承璀想立澧王。萧俛和宦官救了他，所以得以免死。
壬子日，用杖打死柳泌和僧人大通，其余的方士都流放到岭南；贬左金吾将军李道古为循州（今广东龙川）司马。（胡三省注：因为他推荐柳泌，并且保护他。）
癸丑日，任命薛放为工部侍郎，丁公着为给事中。
乙卯日，尊郭贵妃为皇太后。
丁卯日，穆宗和群臣都脱去丧服穿上吉服。（胡三省注：采用汉文帝的遗制。）
二月，丁丑日，穆宗登上丹凤门城楼，大赦天下。事情结束后，在门内大规模陈列歌舞杂技表演观看。丁亥日，穆宗到左神策军观看徒手搏斗等杂技。
庚寅日，监察御史杨虞卿上奏章，认为：“陛下应该召见群臣，全面询问，和颜悦色，让他们进献忠诚像追求利益一样迫切，议论政事像诉说冤屈一样恳切，这样还不能达到太平，是从来没有的。”衡山人赵知微也上奏章劝谏穆宗游乐打猎没有节制。穆宗虽然没有采用，也没有治罪。（胡三省注：吴时分湘南县设置衡山县，唐初隶属于潭州，神龙三年改属衡州。《九域志》记载：在衡州东北二百三十里。）
壬辰日，废除邕管，命令容管经略使阳旻兼管。
安南都护桂仲武到了安南，杨清在边境抗拒不让进入。杨清用刑残酷暴虐，他的同党离心离德；桂仲武派人劝说当地酋长豪强，几个月内，投降的人接连不断，得到七千多名士兵。朝廷认为桂仲武停留不前，甲午日，任命桂管观察使裴行立为安南都护。乙未日，任命太仆卿杜式方为桂管观察使。丙申日，贬桂仲武为安州（今湖北安陆）刺史。
丹王李逾去世。（胡三省注：李逾，是代宗的儿子。）
吐蕃侵犯灵武（今宁夏灵武）。
宪宗末年，回鹘派遣合达干来求婚非常迫切；宪宗同意了。三月，癸卯朔日，派遣合达干回国。
穆宗看到夏州观察判官柳公权的书法作品，很喜欢。辛酉日，任命柳公权为右拾遗、翰林侍书学士。