随即进入许都，改延康元年为黄初元年，国号为魏，追尊曹操为武皇帝，庙号太祖，封刘协为山阳公，允许他在其封地奉汉正朔和服色，建汉宗庙以奉汉祀。曹丕还同时给刘协留了句客气话：“天下的好东西，我跟你可以一起享受。”
由于当时盛传刘协被杀，所以刘备便以汉室宗亲的身分即皇帝位，建立蜀汉（刘备便是汉昭烈帝），追谥刘协为“孝愍皇帝”。
魏明帝青龙二年（234年）三月庚寅（4月21日），刘协寿终正寝，魏明帝曹叡率群臣亲自哭祭。八月壬申，以汉天子礼仪葬于禅陵。谥号为孝献皇帝。
逊位之后，刘协不以政治为意，而是融入民间，关切民生，体会百姓之苦;以医为业，悬壶济世，为病人解除痛苦。刘协当皇帝时虽然窝囊，但退位后却是个称职的乡村医生，深受百姓爱戴，民众敬之如父母。
刘协为山阳老百姓免费治病，走到哪里，就看病在哪里。经刘协所救治，存活者甚众，百姓皆感激涕零，山阳不少地方都为他立碑，以示爱戴。
刘协在山阳期间，曾多次到云台山附近采药，在今天百家岩上嵇山亭内的石刻画像中，就有“山阳公行医图”。对于从云台山上挖下来的中草药，刘协从不收费，扎针、艾灸、拔罐、刮痧都不要钱，只有对购来的药物，才酌收成本。刘协的这种行医方式，流传至今。
在农村，“中药不还价，针灸不要钱”等民俗，据说就是从刘协那时留下来的千年老规矩。
刘协被贬到山阳后，皇后曹节拼死相争，也得以来到刘协身边。刘协和曹节二人携手到云台山采药，施医救民，虽无法与宫中生活相比，却也成就了一段佳话。
百姓出于对他俩的感激之情，尊称他们为“龙凤医家”。另外，刘协的子孙中有不少也居山阳。有娇妻子孙陪伴身边，得享天伦，处于亲情、人情、民情的温馨围绕中，这也是刘协不幸中之大幸。
兴办义学，是刘协在山阳的又一大贡献。黄初五年(224)，刘协、曹节夫妇看到山阳旧的校舍残垣断壁，处处是危房，便倾其所有，捐钱修校舍，并聘请有名望、有学问的卜商前来任教，宣布不论贫富人家的子弟，都可以接受教育，贫穷人家的孩子也有了读书的机会。可以说，刘协任山阳公国时期，是山阳继魏文侯建立山阳邑校以来的又一个繁荣时期。
当皇帝，刘协无法施展个人才华;当山阳公，刘协却可以一展身手。经过十多年的休养生息，山阳人民安居乐业，百业兴旺。空闲时，刘协喜欢到浊鹿城北的小山上登高远眺。盛夏季节，他常到国北的百家岩游玩，一边纳凉，一边观赏吼声如雷、喷珠溅玉的天门瀑布，在那里留下了“避暑台”的遗迹，现在该处尚有宋人石刻“汉献帝避暑台”六个大字。