回到东京开封之后，赵光义封他为楚王，此时赵光义已经认定赵元佐就是下一任帝王，也按照帝王的标准来要求赵元佐，赵元佐表现得越优秀，赵光义内心就越焦虑，他害怕四弟秦王赵廷美会妨碍赵元佐，于是赵光义开始陷害赵廷美。
他让亲信伪造了几封信件，然后诬陷赵廷美和卢多逊密谋造反，在古代造反可是死罪，但赵光义为了向天下宣扬自己的"宽宏大量"，只是把赵廷美贬到西京当太守，之后又诬陷赵廷美再次谋反，这一次赵光义依旧没有将其处死，只是削去赵廷美的一切官职，不过还保留魏王的称号，暗地里赵光义一逼再逼，无奈之下，赵廷美在雍熙元年，也就是公元984年忧郁成疾，最终吐血身亡，年仅38岁。这一切赵元佐全看在眼里，他也知道赵廷美的真实死因。
赵元佐平日里和赵廷美的关系非常好，赵廷美被废后，整个朝廷没有一个人愿意为他求情，唯独赵元佐站出来了，通过平日的了解，赵元佐知道四叔赵廷美不可能会谋反，这一切都是父皇的阴谋，就是找一个借口解除赵廷美争夺皇位的危险，赵元佐自然知道父亲这么做都是为了自己，可他内心依旧非常愤恨，他无法忍受亲人被迫害，于是他在朝廷上与赵光义申辩，情绪十分激动，甚至破口大骂自己的父亲，但他无论怎么努力，依旧无法挽救赵廷美的命运。
