武王在临终前愿意把王位传给有德有才的周公，并且说这事不需占卜，可以当面决定。周公涕泣不止，不肯接受，并发誓辅佐太子姬诵继承王位、管理朝政，武王郑重地说：“那我就把姬诵拜托给你了。”说完便气绝身亡了。
武王死后，年幼的太子姬诵继位，史称周成王。周公担心别有用心之人听到武王去世的消息后反叛，便挺身而出，承担起了辅佐成王治理国家的大任。
周公尽心国事，虽然属于自己的时间很少，可他任劳任怨。但是渐渐地，他感觉到身边的人有些不大对劲，即使是成王在同他说话时也目光游离，言词闪烁。这是什么原因呢？周公虽有疑问，但忙于政事也就没有在意。
一天，召公和姜太公向周公提出要到封地去。周公大吃一惊，忙问二人原因。二人答：“外面早已议论纷纷，说你独揽大权，只等有朝一日自立为天子。既然如此，我们还留在此地干什么？”周公一听，悲从中来，这话如果别人说，他可能只觉气愤，但是出自这二人之口，他就非常伤心了。他流着泪向召公和太公表明了心迹，第二天又为15岁的成王举行了“冠礼”仪式，然后将一切事情安排妥当，带着几名随从离开了镐京。
不久，周公查明，制造谣言的是他的亲兄弟，三监中的管叔鲜和蔡叔度。这二人为什么造此谣言呢？原来对于周公代理朝政，管叔鲜满心不服，因为他是文王的三儿子，而周公是四儿子。他认为，按“兄终弟及”的习惯，辅佐成王的人应该是自己而不是周公，再加上别人都有封地，自己和两个弟弟只轮上个监视人的差事，越想越不甘心，便和蔡叔度一起四处散布流言。
纣王的儿子武庚见周室内讧，忙侍机做反叛的准备，和东夷首领以及一些边远小国加紧联系，周密筹划反叛之事。年轻的周成王得到消息不禁心烦意乱。也不凑巧，镐京一带连降暴雨，淹没了很多地方。无奈的成王决定到祖庙祈祷占卜。无意间，成王发现了周公藏在祖庙柜子里的那篇祷词，上面记录着他甘愿以自己的性命代替武王的性命、情愿为国为民奉献一生精力的话。成王感动极了，知道自己错怪了周公，忙将周公召回，请他重理朝政。
而此时管叔鲜和蔡叔度决定会同武庚起兵造反，一些小国也加入到反叛的行列之中。对于此次叛乱，周公早有准备，奉命回王室后，他授权姜太公征讨所有不服周朝管辖的各个诸侯国，自己则带领一部分人马，对付“三监”和武庚。
三年后，周公终于平定了叛乱并将武庚斩首。管叔鲜见大势已去，无颜见周公，上吊自杀。周公念蔡叔度、霍叔处无知，只把他们流放贬职。
周公东征之后，觉得镐京在西边，要控制东部的中原地区很不方便，于是周公就把东征时俘虏的那些“殷顽民”全部西迁，在今天的河南洛阳建了一座城池，取名“成周”，又叫东都，将首都镐京称为“宗周”；同时又在成周西面三十里处修了一座城，叫王城，用于管辖成周。他派了八个师的兵力驻守成周，并昭告那些“殷顽民”必须安心谋生，否则，统统杀死。这样就大大巩固了西周政权。
制服了那些殷商顽民，周公还吸取了商朝小邦林立的教训，为了加强对广大被征服区域的控制，他进一步扩大分封制，利用这些诸侯控制当地的政治、经济、文化，强有力地维护了西周王朝的统治。
周公不仅治国有方，通过“制礼作乐”规范国家制度，而且治国有德，勤勉诚信，兢兢业业。周公送他的儿子伯禽代他去鲁国赴任，临行前，他告诫伯禽：“我是文王的儿子，武王的弟弟，又是成王的叔叔，地位虽高，但我却丝毫不敢怠慢国事。有时正洗着头呢，都要三次把头发捧起来去接待来访的大臣；正吃着饭呢，有贤臣造访，只好把碗放下，一顿饭要吃吃停停。就这样还害怕失去天下的贤才呢，你到了鲁国万不可傲慢哪！”周公的贤德，为后世所敬仰，曹操的《短歌行》中就有“周公吐辅，天下归心”的千古名句。