汉武帝是中国历史上传奇性的皇帝，虽然过失很多，却一生为驱逐匈奴奋斗，打到匈奴不敢南下骚扰中原。在统治期间，他废黜百家独尊儒书，为中华民族文化繁荣也做出了杰出贡献，也算是杰出的帝王。但是在晚年时候，却由于“巫蛊之祸”，把皇后卫子夫与太子刘据都逼死了。当他知道自己犯错误时候，建了一个“思子亭”，还把太子刘据在外来流落的孙子刘病已也接回了朝廷。
刘病已作为汉武帝的皇孙，还是先从“巫蛊之祸”开始说起。“巫蛊之祸”也算是中国古代历史一场人员死亡的大浩劫，在这一场事件中被杀的人达到数万，牵连人数也超过十万。当时，太子刘据与皇后卫子夫都在这一次事件中自杀，还有敌视太子的大臣，也在汉武帝纵容下对太子刘据的家属大肆屠杀，太子党由此也被消灭。
太子刘据与长子刘进，与家属都被杀的时候。当时，太子刘据的孙子刘病已只是一个在襁褓之中的婴儿，把家里佣人保护起来，并且被囚禁在皇家监狱里。
之后，刘病已就在监狱中生活，似乎渐渐被世人遗忘了，即将在监狱里度过一生。可惜，命运也是造化人，在汉武帝生命最后几年，刘病已的命运也出现了转机。
在汉武帝晚年重病时候，有看风水的人就对汉武帝说，监狱中有天子气。于是，汉武帝就下诏杀掉监狱中所有的犯人。可是当使者来到郡邸，被廷尉监丙吉拦住，说皇孙在里面不能杀。这样，刘病已也能再次死里逃生。
当汉武帝得知这个消息之后，心理也很纳闷，明明诛杀了太子刘据一家，为什么还冒出一个皇孙。然后，仔细一翻开当时记录，才知道刘病已在案发时候也出生了，由于在襁褓之中得以生存，但却是自己皇孙与后代。
当时证明刘病已是刘据孙子与皇孙的证人，除了丙吉，还有在狱中养育他的保姆胡组、郭征卿，以及后来上书宣帝的在掖庭服侍妃子的一个名叫则的婢女。
病重的汉武帝，也是“人之将死其言也善”，也知道自己晚年犯下过错，赦免了皇孙，将他交给他母亲家族史家抚养，也专门修建了思念儿子刘据的“思子宫”，下诏书大赦天下。
在汉武帝恢复刘病的皇族身份之后，他的名字也记载在皇家族谱之中。可是刘病已也是无官无爵，只是一个闲散皇家的宗室，只是生活过得比普通老百姓好一点。汉武帝没有给刘病已更好的待遇。汉武帝作为一位帝王，要把江山传给儿子刘弗陵。如果给刘病已太高的地位与优厚待遇，也害怕激起刘弗陵争夺皇位的野心。
汉武帝刘彻在位时间够长，且又控制欲极强。因此，卫太子刘据虽名为储君，心下实在是惶恐的。
为着避免想早日上位的嫌疑，刘据处处留心，即使他等得胡子都快白了，也不敢露出半分，而且自己都有了孙子，还不敢经常把孙子带到父皇面前，以免让刘彻怀疑他年岁已大（都有了孙子了），急不可耐要上位。
初期刘彻也没动什么易储的心思，卫青生病的时候，他还特意在探病的时候说，不会动他外甥的位子。
卫、霍死后，刘彻与刘据之间，气氛紧张起来。终于在那年，因着巫蛊之祸，夹杂江充的煸阴风点鬼火，刘据被迫与父刀兵相向
天子一怒，流血千里。刘据全家上下被杀，卫子夫自缢。卫太子一脉，仅余刘据的孙子刘病已一人。
刘病已，是卫太子的孙子，也就是汉武帝的曾孙。所以准确来讲，他是皇曾孙。
但刘彻的皇孙也好，皇曾孙也好，此时也不止刘病已一人。我想题主想问的是，汉武帝是如何确定刘病已是刘据仅存的孙子的吧。
史载刘据逃亡于外，长子刘进因要安置出生才月余的刘病已，没有跟着一起走。后刘据因拒捕被杀，刘进在长安也未脱祸，与母亲史良娣、妻子王翁须及其他亲人一并被杀。襁褓中的刘病已得逃一死，被收系在狱。（《汉书.卷八.宣帝纪第八》：曾孙虽在襁褓，犹坐收系郡邸狱）
从《汉书》记载可推知，刘病已被收系在狱，是过了明路的，那么，汉武帝也必定是知道刘据还有这么一个孙子在世上的。
所谓确认，应该是刘病已被载入宗谱之事。
话说刘病已还是个婴儿，如何在监狱中生存呢？他被收监时是公元前91年，遇赦时是公无前87年，有四年的时间在郡邸狱度过。
群邸狱，是郡国在长安的府邸中临时设置的官狱，这种监狱，应该是居家式的，不是那等条件恶劣的大牢，刘病已在此，得到邴吉等人的照顾。（而邴吉为廷尉监，治巫蛊于郡邸，怜曾孙之亡辜，使女徒复作淮阳赵征卿、渭城胡组更乳养，私给衣食，视遇甚有恩《汉书.卷八.宣帝纪第八》）
就这样，刘病已虽幼，幸有人助，得以吃到奶。存活了下来。从史料也可以知道，武帝对于巫蛊事，一直在查，应该也知道曾孙在世。
但是，这位年老固执的帝王，虽至暮年，也不能放过任何一个威胁他帝位的哪怕些小的征兆。
后元二年，汉武帝生病，这时有个望气的人，奏称长安狱中有天子气。刘彻一听，这还了得，宁可错杀一千，不可留害一个。于是下令要将长安各监狱中所有的犯人，不论轻罪重罪者全部处死。
内谒令郭穰奉旨连夜来到刘病已所在的郡邸狱。邴吉关门闭户，把使者挡在门外，厉声喊道：“皇曾孙在此！死了这许多无辜的人本来就是不对的，怎么还要向皇上的亲曾孙子下刀！”（他人亡辜死者犹不可，况亲曾孙乎！）
郭穰与邴吉相持到天明，终不得入。郭穰无法，只好回去向武帝告状。武帝倒还没有彻底糊涂，长叹一声：“这是天意啊。”于是大赦天下。
也许汉武帝刘彻自此一事后，意识到这个曾孙的存世是个天意，因此后元二年将死之时，他下了一道遗诏，令将刘病已养于掖庭（帝后寝宫东西两侧宫区，通常为嫔妃所居），并叫宗正将刘病已录入皇家宗谱。（《汉书.卷八.宣帝纪第八》：后有诏掖庭养视，上属藉宗正。）