Sau khi lên chức Tư không, việc đầu tiên mà Đổng Trác làm chính là phế bỏ Hán Thiếu đế Lưu Biện. Đổng Trác đã không ưng Thiếu đế từ lần gặp đầu tiên. Đường đường là thiên tử, mà gặp quân lính kéo đến lại khóc lóc, nói chuyện với đại thần thì ấp úng, nói chẳng nên lời. Ngược lại, Trần Lưu vương Lưu Hiệp lại hết sức sáng dạ. Khi Đổng Trác hỏi “họa loạn do đâu mà nổi lên”, Trần Lưu vương trả lời, “từ đầu chí cuối, không có sai sót”. Đổng Trác “cả mừng, bèn có ý phế lập”.
Muốn làm được việc phế lập, Đổng Trác còn cần sự ủng hộ của họ Viên. Cụ thể, vào ngày Quý Dậu của tháng Chín, Đổng Trác nói chuyện với Tư lệ Hiệu úy Viên Thiệu. Cuộc nói chuyện giữa hai người được chép chi tiết trong nhiều thư tịch khác nhau. Nhưng lời nói cụ thể của Đổng Trác, phản ứng cụ thể của Viên Thiệu thì mỗi chỗ lại có xê xích một chút.
Đại khái Đổng Trác cho rằng chọn người làm chủ thiên hạ thì nên chọn người hiền minh (theo Hậu Hán kỷ của Viên Hoành, Hậu Hán thư của Phạm Diệp), hoàng đế hiện tại nhỏ tuổi và tối tăm, Trần Lưu vương hơn hẳn, nên lập làm vua (theo Hiến Đế xuân thu của Viên Vĩ thời Tấn). Ngoài ra, Đổng Trác còn cảm thán về Hán Linh đế, “mỗi lần nhớ tới Linh đế, thật khiến người ta phẫn hận” (Hậu Hán kỷ, Hậu Hán thư).
Một số tài liệu còn nhận rằng Đổng Trác cũng có tỏ ra lo ngại về tương lai. Như Viên Vĩ viết trong Hiến đế xuân thu. Đổng Trác nói với Viên Thiệu:
“Con người có khi lúc bé thì trí, lớn lên lại ngu, cũng làm sao mà biết được, vả biết phải làm sao? Khanh chẳng thấy Linh đế sao? Nhớ lại chuyện đó khiến người ta phẫn hận”.