我認為可以分以下兩種情況：

一是稱呼仍然活著的皇帝，一般當著皇帝的面，或大臣之間交談時，稱陛下；而在私下裡或文書公告上，則稱皇帝為天子。

比如在《史記·秦始皇本紀》中，秦國統一天下，秦始皇讓大臣討論皇帝的稱呼，有“天子自稱曰‘朕’”的記載，後來秦始皇在咸陽宮擺設酒宴，七十位博士上前獻酒頌祝壽辭。僕射周青臣走上前去頌揚說：“從前秦國土地不過千里，仰仗陛下神靈明聖，平定天下，驅逐蠻夷，凡是日月所照耀到的地方，沒有不臣服的。把諸侯國改置為郡縣，人人安居樂業，不必再擔心戰爭，功業可以傳之萬代。您的威德，自古及今無人能比。”始皇十分高興。

再如在《史記·高祖本紀》中，漢高祖劉邦回到故鄉沛縣，沛縣父兄都叩頭請求說：“沛縣有幸得以免除賦稅徭役，豐邑卻沒有免除，希望陛下可憐他們。”

另外，明朝的“天子守國門”，也是屬於這類稱呼。

二是稱呼前代的或已經去世的皇帝，一般稱廟號、尊號，比如稱高祖、太宗、文帝、武帝等。

古代皇帝有四個號，尊號，年號，廟號，諡號，後兩個是皇帝死了之後才有的。前兩個用於書面稱呼，這是對於特定某位皇帝的稱呼。我說一下對於活著的皇帝的普遍代稱（選一些有代表的）

夏時期，首領被稱為“後”，比如“夏后氏”，商朝開始用“王”，春秋時期“後”與“王”並用，嬴政統一六國之後，李斯提議

“……古有天皇，有地皇，有泰皇，泰皇最貴。臣等昧死上尊號，王為泰皇。王曰：去泰，著皇，採上古帝位號，號曰皇帝。”——《史記·秦始皇本紀》

此外，“陛下”“臣公”都是對皇帝的稱呼，漢時，對於皇帝的稱呼有了極大拓展，近臣后妃稱皇帝位“大家”，前朝百官稱皇帝為“天家”，“縣官”也是漢代對皇帝的稱呼之一。唐代宮中對皇帝敬稱“宅家”，“官家”也是對皇帝的一種稱呼，正史上第一個被稱官家的皇帝，是十六國後趙武帝石虎。兩宋時期，“官家”這一說法開始正式。

“官家難稱，吾欲行冒頓之事，卿從我乎？”——《晉書·石季龍載記上》“臣嘗記蔣濟《萬機論》言，三皇官天下，五帝家天下，兼三五之德，故曰官家。” ——《湘山野錄》

而萬歲這種叫法一般都是慶典時期用來拍馬屁的。