颛顼登帝后，设立了五官，他重用了少昊帝的四个儿子：重、该、修、熙。任命重为木正，称为句芒；以该为金正，称为蓐收；令修、熙轮流为水正，称为玄冥；又任命炎帝的后代句龙为土正，称为后土；任自己的孙子黎为火正，称为祝融。

颛顼在位时，以德治国，将天下治理得非常好。

敦煌写本《天地开辟以来帝王纪》记载：颛顼在位期间，曾碰到了五年大旱。颛顼便责备自己无德，而使天降大旱、百姓遭殃，便乞天降雨，并将自己作为礼祭的人牲投身大海，来表明对上天的敬仰和对百姓的爱护。投海以后，海神不纳，见有大鱼负颛顼出水面。上天被颛顼诚心所感动，立即降下大雨，当年天下大丰收。

《大戴礼记》中记载了宰我与孔子的对话，孔子说：黄帝的孙子颛顼大帝，乘龙巡视天下，北边到达了幽陵，南边到达了交址，西边到达了流沙，东边到达了蟠木。这范围内凡有生命的、有灵性的，日月所能照射到的，莫不顺从于颛顼。

另外，据说颛顼在黄历的基础上作了改进，建立了颛顼历，它与黄历、夏历、殷历、周历、鲁历一起被称为六古历，颛顼历在秦朝与汉朝初年时得到普遍使用，以十月为岁首，颛顼也因此被称为“历宗”。

传说颛顼一共有二十四个儿子，据记载，春秋战国时楚国的国君为颛顼的后裔，屈原与楚王同族，所以屈原在《离骚》中也自称为颛顼的后代，引以为豪。

《左传》记载：颛顼有八位儿子非常贤能，世称“八恺”，分别是：苍舒、隤敳、梼戭、大临、尨降、庭坚、仲容、叔达。《史记》记载：舜举荐八恺任后土之职，来管理百事，一切都被管理得井然有序。

另外颛顼也有几个不成器的儿子，其中一个叫穷蝉。穷蝉是舜帝的祖先，他与自己的弟弟魍魉争夺帝位，将魍魉驱赶到雷泽，结果魍魉死在雷泽，变成了鬼害人。颛顼权衡再三，便决定将帝位传给仁厚而贤德的喾，喾是颛顼的堂侄，即少昊的孙子。结果穷蝉不但没能当上天子，反而连封国也没有，成了平民，怨恨忧郁而死。另外，颛顼还有一儿子名叫梼杌，喜欢作恶，无法管教，他与黄帝的后代浑敦、少昊的后代穷奇、缙云氏的后代饕餮，一起被称为“四凶”，后来他们被舜帝流放到四方的蛮荒之地。

颛顼帝共在位七十八年，九十八岁而崩。《山海经》记载：颛顼死后与他的九位妃嫔葬于大荒中的附禺之山，颛顼葬在山的南面，九嫔葬于山北。