王朱宸濠叛乱，毛纪辅助杨廷和留守北京。武宗还京后，毛纪晋少保、户部尚书兼武英殿大学士。
升任首辅.武宗驾崩，无嗣，毛纪、杨廷和等人奏请太后，议定以武宗堂弟朱厚熜继皇帝位，即世宗（嘉靖帝）。世宗即位后，加封毛纪为伯爵，他上疏推辞。嘉靖初年，世宗欲追尊亲生父母，被阁臣阻止。嘉靖三年（1524年），杨廷和、蒋冕相继退职，毛纪成为首辅，政策如故。不久，“大礼议”爆发，世宗强行以生父为皇考，数百朝臣哭争，全部被下狱廷杖。毛纪上疏劝谏，世宗大怒，传旨斥责毛纪结党营私。毛纪悲愤上言明志，并请求辞