汉朝连年对匈奴用兵，耗资甚巨，造成国库空虚，因此，汉武帝实施经济改革，缓解经济危机。
武帝好大喜功，穷奢极欲，又访仙求神，向往长生不老，加剧了国家财政的困难。
匈奴势力被削弱以后，武帝又平定南夷，征服朝鲜，进攻大宛。同时，与匈奴交战，胜负各半，战局陷入僵持状态。
武帝征伐无度，导致民疲财尽，社会危机动摇了西汉王朝的统治，西汉开始走向衰落。
武帝晚年发布了“轮台罪己诏”，停止大规模用兵，鼓励农业生产，社会经济在一定程度上有所恢复。
1.武帝实施经济改革
元狩四年（公元前119年），卫青、霍去病各率骑兵五万，步兵数十万分道出击匈奴。当时广大的关东地区又遭受特大的水灾，百姓饥饿困乏，离乡背井，社会动荡不安。武帝命各地打开国家粮仓赈济贫民，仍然无济于事。这年冬天，七十二万余口关东移民被迁移到陇西（今甘肃临洮）、北地（今甘肃庆阳）、西河（今内蒙东胜）、上郡（今陕西榆林）、会稽（今江苏苏州）等地开荒垦地。国家要为移民提供衣食，供给种子、耕牛、农具等，耗资巨大。这只是汉武帝多欲政治的一种表现。事实上，在对匈奴开战后，汉朝国库已经所剩无几，面临着严重的入不敷出的局面。
国家财政的严重亏空，形成了一次次的财政危机。
为解决财政危机，武帝决定实行卖官卖爵制，于是规定：凡臣民百姓向国家捐献奴婢的，终身都可以免除徭役；捐献羊的，可以为郎官。
国库空虚，赋税枯竭，百姓也十分穷苦，而卖官卖爵，花钱赎罪，终究不是解决财政危机的办法，这等于饮鸩止渴。
国家财政积蓄已经消耗贻尽，而有的富商大贾不但不出资帮助国家解决财政困难，反而囤积居奇，哄抬物价，趁机兼并破产农民的土地，导致社会经济秩序混乱。汉武帝多次下诏要富人出钱安置灾民，支援打击匈奴的战争，但是没有人响应。河南（今河南洛阳）人卜式，以田畜为业。他上书武帝，表示愿意拿出家财的一半献给国家，佐助边费；后来，又献钱二十万用以安置流离贫民。汉武帝很高兴，召拜卜式为中郎，赐爵左庶长，赏田十顷。武帝同时布告天下，令天下富人响应，以向国家献钱。可是，富商大贾无人响应，还纷纷藏匿财富。
元狩四年（公元前119年），为了解决财政危机，打击巨富，聚敛财富，张汤向汉武帝提出了发行白金币，实行算缗、告缗、垄断盐铁经营的建议。
（1）算缗告缗运动
武帝以前，国家允许私人铸钱，国家所铸钱币同私人所铸钱币可以同时流通使用。文帝时，吴王刘濞以铸钱大发横财，富同天子；宠臣邓通也以铸钱致富，财产比诸侯王还多。由于铸钱利润大，盗铸、掺假的很多，钱币流通混乱。当时，弃农采铜的人很多，影响农业生产。贾谊、贾山都曾建议国家控制铸币权。武帝即位后，张汤建议：国家可以用多造货币、减轻货币重量的办法从商人手中拿出钱来，解决财政危机。张汤建议，用白鹿皮造币，称为皮币；用银锡合金铸币，称为银币。皮币一尺见方，边缘绣绘五彩。国家规定，一张皮币值钱四十万，王室宗室朝觐，进献之物必须要用皮币。皮币不在民间流通。这等于国家每发行一张皮币，就能从王侯宗室处得钱四十万。银币分为三品：上品重八两，圆形，其文刻龙，名叫白撰，面值三千；中品重六两，其文刻马，方形，面值五百；下品重四两，椭圆形，其文刻龟，面值三百。由于银币的面值大大超过其实际价值，私铸钱可以获大利，盗铸的很多。因为铸钱犯死罪而被赦免的就有几十万人；因为盗铸而自首者则有百万余人，其中有不少郡守、诸侯。
元狩五年（公元前118年）三月，汉武帝又命令郡国铸五铢钱。内外边都有凸起轮廓的五铢钱，铸造难度高，仿造不易，但仍有私人盗铸，而且郡国铸五铢钱多被掺以铅锡。
元鼎二年（公元前115年），白金币废止。汉武帝又令京师铸赤仄钱，规定一枚赤仄钱顶五枚五铢钱，缴纳赋税必须用赤仄钱。因为赤仄钱的面值也超过了其实际价值，所以盗铸的很多。
货币的不断更新，实际上是不断贬值，并没有解决财政危机，反而使币制更加混乱。为了禁止私人盗铸，国家又用严刑峻法，导致社会更加动荡。
为了直接从商人手中拿出钱来，张汤便向汉武帝提出了算缗和告缗的建议。汉武帝随即下诏实行。
缗，是穿钱的绳子。算，是计算钱的单位，一算是一百二十钱。算缗的具体办法是：凡是高利贷者和商人，不论是否登记为商人户籍，一律自报财产，根据财产定额交纳财产税，每二千钱纳税一算。经营手工业的，每四千钱纳税一算。除三老、官吏、北边骑士以外的人，凡有单马小车的，一辆纳钱一算，商人所有的车，一辆纳钱二算；有船的，五丈长以上的船，每船一算。
算缗的实施有一定的难度，所以出台了新的规定：凡是隐瞒财产或上报虚假数据的，判罚戍守边疆一年，全部财产充公；凡是告发的，奖励被告人被没收财产的一半。凡是登记为商人户籍的家族，一律不得依赖农业户籍买田地，违令者没收所买田产。
此令一出，工商业主隐匿财产、少报甚或不报以偷税漏税者不计其数。为了惩罚商人，汉武帝决定放手发动告缗。武帝任命著名的酷吏杜周负责告缗运动，来惩罚有隐匿财产之罪的商人。元狩六年（公元前117年），武帝又指示杜周，让他暗中派人指使杨可出来发起告缗运动。元鼎三年（公元前114年），为了奖励告缗，汉武帝下令，执行奖励的法令。杨可得到被告发者一半财产的奖励。
告缗奖金巨大，刺激了人们的贪欲，纷纷告缗。朝廷任命的审判官多是酷吏，对隐匿财产的商人处罚极严，商人们纷纷破产，甚至一部分不是商人的有钱人也遭到巨大的冲击。
告缗运动获得的大量财物，缓解了财政危机，但用没收财产的方法充实国库，实际上是一种抢劫政策。由于大商人往往也身兼一官半职，因此可以凭借特权逍遥法外，但真正的商业经济者是无特权的，他们才是告缗运动的真正受害者。所以告缗运动没有任何生产意义和经济成就，却严重地摧残了商业。告缗运动伤害到不经商而有蓄积的人，告缗以后，人们不敢蓄积财产，也不再从事经济生产以增殖产业，只想吃喝玩乐，奢侈腐化，对社会经济的发展产生了严重的消极影响。
（2）盐铁官营
盐铁业一直是古代两个最主要的生产部门。盐铁的生产，由于有着很大的消费市场，利润高，生产规模大，所以，一直在手工业部门中持续、稳定地发展。但是，盐铁的生产，又不是家家户户都能进行的。煮盐多须靠海，炼铁须靠山，而海滨、矿山都是比较荒僻的地方。煮盐与炼铁还需要较多的资金、较高的技术和一定的规模。
在汉初，国家并不直接进行盐铁业的生产和销售，更不去垄断，而是通过征收山泽税的办法实现对山海湖泽的所有权。
由于汉初政府允许私人进行盐铁业的生产和销售，随着社会经济的恢复、发展，盐铁业发展很快，资金、设备、规模和技术都有了很大突破，在盐铁业中，出现了一批靠经营盐铁业发财致富的巨富。
元狩四年（公元前119年），大农令郑当时保荐齐地大盐商东郭咸阳、南阳大铁业主孔仅到长安筹划盐铁官营事宜。东郭咸阳、孔仅以煮盐冶铁致富，有着数千万的家产，二人对于盐铁业的生产销售极其精通。汉武帝任命二人为大农丞，同时，让内朝宠臣桑弘羊参与策划盐铁事业。这三个人以精于理财、善于算计、明于经商而闻名，三人筹划盐铁官营，打击富商，剥夺他们的财产。
元狩五年（公元前118年），东郭咸阳、孔仅通过郑当时出面，正式向汉武帝提出了盐铁官营的建议。郑当时建议，改变汉初以来施行的盐铁税收归皇帝私有的政策，由大农掌管盐铁税，收入充实国库。同时，由大农负责全国的盐铁经营，在全国各地设置专卖机构，实行盐铁官营，禁止私人进行盐铁业的生产和销售。
具体方法如下：禁止一切盐铁业私营，没收私营者的生产资料和财物，敢于私营盐铁的，一律处以重刑，财物充官。国家统一经营盐铁业的生产和销售。规定盐民一律不得使用自置的煮盐锅，必须使用国家统一配给的盐盆，一切费用都由盐民自己来负担。生产出来的盐必须卖给国家，不得私自销售，由国家付给一定的工价。一律禁止私人铸铁，由国家建立官营冶铁工场，除冶铁以外，还负责生产各种铁器制品。国家在全国各地建立盐铁机构，设立盐铁官，直属中央领导，由中央任命。盐铁官设立后，统一由国家进行盐铁业的生产和销售，盐和铁器的价格由国家统一规定，最后由皇帝亲自批准。
汉武帝同意了这个方案，派孔仅和东郭咸阳乘专车奔赴全国各地，宣传盐铁官营法令，逐一设置盐铁官，取缔私人盐铁业，建立盐铁专营机构，任命原来经营盐铁业致富的盐铁商为官，推行盐铁官营化。
盐铁官营的推行，使国家很快获得大量财富。三年后，即元鼎二年（公元前115年），孔仅升为大农令，列于九卿；桑弘羊升为大农丞，全面负责国家财政。但是，由于区域辽阔，地域分散，豪富大商的抵制，盐铁官由盐铁商担任，朝廷中一部分人的反对等诸多因素，盐铁官营的推广工作很不顺利。元鼎四年（公元前113年），孔仅被免除了大农令职务，只保留盐铁丞职务。元封元年（公元前110年），孔仅又同御史大夫卜式一起上书，反对武帝算商船的法令，说商船要交缗钱，经商的人少了，使得货物减少，引起物价上涨。汉武帝一怒之下，将御史大夫卜式贬为齐王太子太傅。
元封元年（公元前110年），汉武帝任命桑弘羊为搜粟都尉并代理大农令，孔仅负责的盐铁官营事业也全部由桑弘羊代理。
桑弘羊在大农内设铁市长、丞，总管各郡国铁的生产，铁器的制造和销售，并设“斡官”总管盐铁的专卖收入。此外，还将地方划分为若干区片，由中央向其派出大农部丞数十人领导各地方郡国的盐铁官，这样，就加强了对盐铁事业的领导和整顿，增设了许多新的盐铁官。
（3）铸造五铢钱
针对汉初以来一直未能解决的货币混乱状态，桑弘羊经过观察分析，认为关键在于：一、货币的面值同实际重量不一致，对人们作伪产生了极大的诱惑力，所以，私铸钱的很多。二、铸钱权不统一。允许地方铸钱，他们往往营私舞弊，钱中掺假，钱币轻重、厚薄、成分不一致，好钱劣钱并行，造成货币混乱。
元鼎四年（公元前113年），桑弘羊向汉武帝提出了币制改革措施。办法是：将铸钱权集中于中央，由中央政府统一铸造货币和发行。地方郡国一律销毁以前的各种旧钱，熔成铜块上交中央，中央设立铜官掌握铸币的原料来源。中央统一铸造面值同实际重量相一致、质量好的新货币——五铢钱。国家规定不是新造的五铢钱一律不得流通、使用。至此，中央垄断了铸币权。
新币五铢钱，具体由掌管上林苑的水衡都尉负责铸造，审查成色和一般技术工作。由于新的货币是由上林三官合力铸造的，所以又称“上林钱”或“三官钱”。
三官钱制作技术较高，质量较好，币面所记重量同法定实际重量一致，又吸收了旧五铢钱防止私铸者盗铸的合理做法，是一种很成功的货币。私铸盗伪已很不易，工本太高，基本上无利可图，只有少数技术非常高的能工巧匠才能伪造，国家又严厉惩罚伪造者，所以市面上流通的假币就越来越少了。五铢钱将其他各种钱币从流通中排挤出去，结束了钱币市场的混乱状态。为了供给铸钱原料，切断盗伪者原料来源，国家还垄断了铜的冶炼，在出铜的地方设铜官，指挥刑徒、兵士和民工开山采铜，每年出动将近十万人。又在民间收集旧铜，垄断铸币原料，这是桑弘羊实行币制改革能够成功的关键。
（4）创设均输法、平准法
桑弘羊在被任命为大农丞的元鼎二年（公元前115年）创设了均输法。
均输法的具体方法是：在各郡国设均输官，由中央领导。地方郡国把应该缴纳的贡品连同运输贡品的费用，按照当地价格，折合成等值的当地出产的产品，就地缴给均输官。除极少数作为贡品上缴京师以外，其他产品则由均输官将它们运往需要这些物资的其他地区出售，这样可以减少各郡国将贡品长途运往京城、因远近不同造成的运费不均问题，所以称这项政策为“均输”。均输法实际上就是官营商业，是将贡物和其他产品商品化，用官商来代替和排斥私商。国家允许均输官用告缗得来的钱物作为底本去做买卖。
桑弘羊还进一步完善均输法并将其推广到全国。在大农属下设专门管理均输事业的均输令、丞，同时，还向地方派出中央专使——大农部丞数十人分赴各地方。大农部丞虽然也负责综理盐铁官营事业，但其主要任务是在全国各地广泛培养均输官，并使他们直接受大农部丞领导。通过广设均输官的办法，中央政府将主要物资批发贩运的经营权集中在自己手中，除了排斥富商大贾外，还禁绝了其他不合理的经商的行为，改变了均输法创设之初地方机构纷纷经商，各自作主，相互竞争，哄抬物价，扰乱市场的混乱局面，加强了中央对财经的控制。中央财政实力得到加强，有利于经济的统一和稳定。
均输法全面推行后，设置的均输官遍布全国，大凡有土特产贩运出境的地方都设立有均输官，有的地方还以该地所产土特产品名称来命名均输官。蜀郡严道盛产木材，就称为木官；九江多水产，设湖官；辽东多畜产，设牧师官等。
西汉政府通过分布在各地的大农部丞和直接受其领导的均输官，在全国建立起一个庞大的官营商业网，垄断了天下货物的销售，将商品流通的主要渠道掌握在中央手中，将商业利润从富商大贾手中夺了过来，对于削弱富商大贾的势力起了关键作用。在这个官营商业网中，由于中央政府实行高度集中的垂直领导，使得中央政府的财政经济实力迅速膨胀，对解决财政危机起了立竿见影的作用。
五铢钱 西汉
汉武帝时所铸造，其重量、大小均适中，故此直延用至隋末，历时七百余年。
在全面加强和推广盐铁官营、均输事业的同时，桑弘羊还创立了平准法。所谓平准法就是在大农属下设平准令、丞，在京师长安设平准官，建立平准机构。全国各地向京师运来的贡物，由均输官收购运往京师。大农诸官掌握的物资，官营手工业生产的器物，都由平准官设立的专门的仓库来统一贮藏，按照需要有计划地统调使用。此外，工官还制造了大批车船和器具作为运输工具，供平准官使用。
平准法的实际操作是：在京师长安，当市场上的某种商品价格上涨时，平准官就下令以较低价格抛售；反之，价格下降时，就收买贮存，以此来稳定、平抑物价，所以叫平准。平准法用平抑物价来控制商品的交换和买卖，将市场始终控制和垄断在中央手中，抑制商贾哄抬物价牟取暴利。
平准机构设于京师，贱买贵卖以平抑物价，从购销差价中得到利润，是坐商性质；均输法在全国的广泛推广，调剂地区间物资供求，利润极大，是行商性质。均输、平准和盐铁一起构成了一个体系完整、机构庞大、领导统一的官营商业体系。
这个庞大的商业体系的建立，为汉武帝政府带来了无尽的财富。关东运往京师的粮食一年达到六百万石，太仓、甘泉国家仓库毕满，边郡仓库也有了余粮。各地均输官一年输往京师的布帛有五百万匹。这些巨额的财富支持了汉武帝开边拓地的事业，并且起到了缓和社会矛盾，防止社会危机产生的作用。
（5）卜式为国捐财
卜式是南方一个普通的农民，从事农牧业。他有个弟弟，等弟弟长大后，他和弟弟分了家，把全部土地、房子和钱财都分给了弟弟，自己只分走100多头羊。卜式在山里放羊为生，他很会养羊，10多年后，羊繁殖出了1000多头，而且他还用养羊得来的钱买了土地和房子。当时他那个弟弟已经破产了，卜式很心疼弟弟，于是连续好几次把自己的家产重新分配给弟弟。
卜式很爱国，他听说国家正在和匈奴打仗，于是向皇帝上书，表示愿意把自己一半财产捐给国家，用来支援前线作战的官兵。汉武帝觉得很奇怪，派人来问他是不是想当官。卜式说：“我只是个放羊的，只会放羊，既不会也不想当官。”使者问他：“那你是不是有什么冤屈，打算上告？”卜式说：“我从来不和别人争执，没钱的人我借钱给他，品行不好的人我教育他，他们都很顺从我，我哪儿来的冤屈啊？”使者觉得更奇怪了，于是问：“那你到底想要什么呢？”卜式说：“我听说国家和匈奴在打仗，我认为贤人就应该为了国家、民族而献身，有钱的人就应该捐钱，只有这样才能把匈奴消灭。”使者很感动，回去把他的话传达给了汉武帝。汉武帝把这事跟丞相桑弘羊说了，桑弘羊说：“这不是人的真实情感，可能不怀好意，不能为了教化百姓而扰乱法制，所以最好不要答应他。”所以汉武帝没有答复卜式，他捐财的事也不了了之。卜式回到故乡，重新养他的羊。
一年多以后，匈奴和浑邪等国纷纷投降，为了安置他们，政府财政支出巨大，老百姓为了给投降的人腾出土地而纷纷迁移，都要政府给他们提供给养，但政府实在没钱了。卜式听说后立刻拿出20万钱给太守，让他分给那些移民，在他的带动下，当地捐钱帮助移民的富人很多。太守将他们的名单向皇帝作了汇报。汉武帝认出了卜式的名字，说：“这就是上次那个想捐出一半财产的人啊！”于是奖赏他每年12万钱，卜式把这笔钱又全部交给了地方政府。当时有钱人都隐瞒自己的财产，只有卜式愿意捐出来，所以皇帝认为他是个始终如一的人，就任命他为中郎，赐给他10顷土地和左庶长的爵位，并号召老百姓向他学习。
卜式并不想当官，汉武帝说：“那你去上林苑替我养羊吧。”卜式答应了。虽然他已经是中郎了，但他还是穿着布衣和草鞋放羊。一年以后，他养的羊长得又肥又壮，繁殖也很快。汉武帝知道后表扬了他，并问他怎么做到的。卜式说：“其实治理百姓也是一样的道理，按时作息，去除不好的，不要让它们害了一个整体。”汉武帝对他的话感到很惊奇，想让他去治理老百姓试试，于是任命他当县令。结果当地的老百姓很顺从他，不久又把他迁到成皋当县令并兼管漕运，最后考核下来他的成绩是最优秀的。汉武帝认为他朴实忠厚，就让他做齐王的太傅，不久又任命他为齐国相国。
正好当时吕嘉造反，卜式向皇帝上书说：“我听说君主忧愁，臣子就应该以死来谢罪。大臣们用生命来保卫国家，而才能低下的人应该献出财产来帮助军队，这样才是国家强大而别人不敢来侵犯的方法。我愿意和儿子还有临淄懂得射箭和博昌懂得驾船的人一起去从军，不惜牺牲性命来保卫国家。”皇帝认为他很贤明，下诏书说：“我听说以德报德，以正直去报答怨恨。现在天下不幸有危难，天下的郡县诸侯没有一个挺身而出报效国家的。齐国相国卜式言行雅正，平时勤勤恳恳地耕种放牧。牲畜有多余的就分给兄弟，然后再重新繁殖，从不被利益所迷惑。以前北方有战争，他就上书要求把自己财产捐献给国家；西河一带收成不好，他又带领齐国的人积极捐献粮食。现在又第一个站出来要为国家效力，虽然还没有参战，但他的义气已经表现出来了。因此赐给卜式关内侯的爵位，黄金四十斤和十顷土地，并向天下宣告，让大家都知道这件事。”
过了几年后，汉武帝下令让卜式取代石庆的御史大夫职位。卜式上任后就说郡国并不经营盐铁业，但船又要收税，这种做法可以废除的，反对汉武帝的盐铁专卖政策。这个建议让汉武帝很不高兴，从此就不喜欢他了。最后卜式享尽天年而终。
2.武帝求仙
武帝一意追求长生不老之术，尊重方士，任用方士，帮他寻找神仙和长生不老药，他一生接触了许多据说有通神怪本领的方士，但这些人都是为了骗取酬金、官职，而武帝到了晚年的时候才有所醒悟。
（1）栾大惑武帝
元鼎四年（公元前113年）二月，乐成侯丁义向汉武帝推荐方士栾大，说栾大与文成将军少翁同师，其艺更精于少翁。武帝正对诛杀少翁之事后悔不已，现在又得栾大，可以让他代少翁，自然是非常高兴。栾大先前曾侍奉过胶东王刘寄，此人擅甜言蜜语，鬼花样也多，又敢说大话，而且说大话时，表情自然，让人不能不信。栾大说他曾往来于海上，见过安期、羡门等仙人，仙人认为他身份太低，不肯与其相见，而且胶东王也不过是个诸侯，不值得传与方术。他的老师说过：黄金可以炼成，黄河决口可以被堵住，不死的仙药也可寻得，仙人自然也能找到，但他自己不愿落得少翁的结局，因为谈论方术而被杀害。
武帝求神心切，谎说少翁是自己吃马肝被毒死的，并告诉栾大，如能修好其师的方术，还有什么值得吝惜不肯赏赐予你的！栾大听后，又抬高身价说：“并不是我的老师向别人请求如何，都是别人有求于我的老师。如果陛下一定要和他相见，就应让他的使徒尊贵，并和陛下结成亲属，待以客礼，然后才能和仙人通上话。”为了让武帝对他的方术深信不疑，栾大又当场表演了“斗棋”的小魔术，使棋子能自相触及。当时武帝正为黄河决口和没有炼成黄金之事忧虑，很高兴地相信了栾大的话，于是拜栾大为五利将军，不到两月时间又连拜栾大为天士将军、地士将军、大通将军，并封爵乐通侯，食封二千户，还赐给他一所宅邸和一千多奴仆，皇家所使用的车马、帷帐、器物也送给栾大，因此，栾大的地位愈显尊贵。武帝又将自己的女儿卫长公主嫁给栾大，与他结为眷属，以示关系亲密，陪嫁有十万斤黄金，并亲自驾临五利将军之家。平日派往其家送东西慰问的使臣更是络绎不绝。其他人自武帝姑母窦太主、将相以下，也纷纷前往他府上巴结。武帝又派使者身着五彩羽毛衣裳，手持“天道将军”玉印，夜里站立在白茅上。栾大也穿上五彩羽衣，站在白茅上，接受玉印，以示行客礼。所以刻玉印为“天道”，表示天子想引导天神之意，希望借此能把天神引到武帝面前。栾大常在夜晚于家中迎神，神仙虽没迎到，但各种鬼把戏却玩得很纯熟。
武帝仙台 西汉
位于陕西省黄陵县城北桥山上的黄帝陵内。据说汉武帝征朔方回来在此祭黄帝，并筑台祈仙。
栾大见武帝后短短的时间，连佩六印，富贵震动天下，齐燕沿海地区的无赖之徒莫不擦拳摩掌，跃跃欲试，很多人都声言握有密方，能招来神仙。但没有人能为武帝求得神仙，求得不死之药。于是武帝就令人在建章宫西北，修建了一个“承露仙人盘”，这是一个高三十丈，大七围的铜柱，上面有一仙人手掌擎托着一只露盘，武帝用它收集甘露，和以玉屑饮之，认为就可以长生不死了。为见到神仙，他还亲自到沿海地区巡游，但费时五个月，行程一万八千里，仍没能和神仙谋上一面。
六月，汾阴出土了一个古鼎，河东太守将此事上奏。武帝派人验证此古鼎并非伪造，便将古鼎迎到甘泉宫，作为宗庙和上帝的祭器，群臣纷纷祝贺。
齐地方士公孙卿得知武帝对汾阴出土的古鼎很有兴趣，趁机编造鼎书，通过武帝的宠臣上奏，说此鼎是先前黄帝铸造的。武帝非常高兴，立即召见公孙卿。公孙卿说：“鼎书得自于齐人申公，已化仙而去。他曾与安期交往甚密，受黄帝的旨意，留下这份鼎书。申公说，‘汉家当复兴黄帝时的盛世，汉家圣者，应当在高祖皇帝的孙子和曾孙之间。宝鼎一旦显露在世上，圣者就可与神相通，可以举行祭祀天地的封禅大典。过去只有黄帝真正登上泰山举行过封禅大典，汉家君主也应效法黄帝封禅，这样就能像黄帝一样成为神仙飞到天上去。当年黄帝在首山采铜，于荆山下铸鼎，鼎铸成，有龙垂胡须下临人间，黄帝乘龙与群臣后宫七十多人一同登天’。”听了公孙卿的话，武帝十分向往，感叹道：“真如黄帝那样，我会把丢弃家室视同脱只鞋那么容易，没有什么可以牵挂的！”武帝遂拜公孙卿为郎，让他在太室山等候神仙的到来。
元鼎五年（公元前112年），五利将军栾大还是没能迎下神仙，就声称要入东海寻访其师，但事到临头又不敢下海，转道去泰山求神仙。汉武帝已不再相信他的话了，派人跟随加以验证。栾大的方术大都虚假不实，又妄言见到了他的师傅，派去的人如实上报。武帝发现自己又上当受骗，将栾大以腰斩之刑处死。但武帝对神仙的兴趣并未因此而减少。
元鼎六年（公元前111年）冬，在河南等候神仙的公孙卿上报说，在缑氏城上见到了仙人的足迹，还有个像野鸡似的东西在城上飞来飞去。春，汉武帝决定亲自去查看验证，因以前有受骗的教训，便警告公孙卿不要走少翁和栾大的老路。公孙卿确实比这二人更狡猾些，他对武帝说，仙人的到来是可遇而不可求的事情。仙人非有求于人主，而人主却有求于仙人，如果道路不宽敞，神仙是不会下凡的。公孙卿还诡辩说：“神仙之事似乎怪诞不可信，但是，只要积累岁月，日久天长就能见到真神。”武帝相信了他的话，命令各郡国清整街道，修缮宫观、名山、神祠，以待日后神仙的降临。
（2）封禅大典
当年，司马相如临死的时候留下遗书，赞颂汉武帝的文治武功，并谈及祥瑞之事，劝汉武帝到泰山进行封禅祭祀天地。汉武帝深受感动，适逢获得宝鼎，他便与公卿大臣和儒生们商议封禅之事。天子封禅泰山，是极为罕见的事，又有很长一段时间没有举行了，因此没人懂得它的礼仪。方士们认为：“封禅的意义就是不死。黄帝以前的君主，封禅都能招来怪物，以便与神灵相通，而秦始皇却未能在泰山顶上祭天。陛下如果一定要登泰山，就应该肃穆庄严，缓缓前进，如果没有风雨，就可以在泰山顶举行祭天大典。”于是，汉武帝便命儒生们采用《尚书》、《周官》、《王制》等书的记载，草拟封禅的礼仪。但用了几年的时间，也没有整理出来。汉武帝询问左内史儿宽的意见，儿宽说：“在泰山祭天，在梁父山祭地，弘扬祖先的姓氏，寻求上天的祥瑞之气，是帝王的盛典，但献礼的仪式，经书中却没有记载。我认为，封禅典礼的完成，意味着同天地神灵的联系，只有圣明的君主才能制定适当的礼仪，却不是臣下所能拟就的。封禅大典已经拖了几年时间，群臣人人各自尽了全力，却始终未能拟出。只有天子才能掌握中正平和的最高原则，综合整理各种头绪，以顺利促成这一天下最大的庆典，作为万世遵奉的法则。”于是汉武帝自定礼仪，其中多采用儒家学说加以修饰。又制作封禅用的祭器，拿给儒生们观看，有的儒生说：“同古代的不一样。”于是汉武帝就将儒生一律罢斥不用。汉武帝元封元年（公元前110年），汉武帝按着古代的作法，首先振奋军威，用酒食款待大臣、军士，然后举行封禅大典。
随从封禅的铁骑就有十八万，旌旗绵延千里，以此威震匈奴。炫耀兵威后，武帝方率军回京，在上郡的桥山祭祀了黄帝陵。武帝向群臣问道：“黄帝成仙升天并没有死，但却有他的坟，这是怎么回事？”公孙卿对答说：“黄帝已仙化升天，群臣及百姓们都思念他，便将其衣冠埋葬，那黄帝坟不过是个衣冠冢。”武帝听后感叹，希望将来自己变成仙人升天后，群臣也如此效仿。回到甘泉宫，武帝祭祀了太一神。
之后，武帝巡行缑氏，祭祀了太室山。随从礼官报告说，在山下听见了有如阵阵的“万岁”之声。武帝非常高兴，传令禁止人们砍伐这山上的草木，山下三百户人家专门祭奉太室山。武帝又沿海东巡，礼祭了八神。武帝还增发船只，令那些说海中有神山的人入海去寻蓬莱诸仙。武帝东巡时，专门候神的公孙卿持节先行，到东莱，公孙卿声言在晚上看到了一个巨人，身高有好几丈，待临近巨人，他就不见了，留下很大的足迹。武帝赶去观看巨人足迹，起初还不十分相信，这时听群臣议论说曾见一牵狗的老者又忽然不见了，因而确信巨人就是仙人。武帝留宿在海边，不断派方士和使者去寻求仙人，共有一千多人，但都无果而终。
夏四月，汉武帝回到泰山附近的奉高，正式开始举行封禅大典。封禅分为“封”和“禅”两个步骤。“封”是帝王到泰山顶筑土为坛以祭天，向上天诸神报告取得的胜利。因为当时人们认为泰山是天下最高的山，离天最近了。“禅”是到泰山脚下梁父或其他小山去祭地，向地报告功绩。两项典礼合称“封禅”。汉武帝首先在梁父祭祀土地神，令担任侍中的儒家学者戴鹿皮帽，将板用丝带系在腰间，参与射牛仪式。在泰山东坡之下祭祀天神，其礼仪像祭祀太一神一样。祭坛宽一丈二尺，高九尺，坛下埋藏着汉武帝给神仙的玉牒书，内容很隐秘。祭祀仪式结束后，汉武帝独自与侍中、奉车都尉霍子侯一起登上泰山，再次进行祭天之礼，一切过程都不让人知道。第二天，君臣从北道下山。汉武帝在泰山脚下东北边的肃然山祭祀地神，如同祭祀后土神之礼，汉武帝身穿黄色衣服，在音乐的伴奏下亲自向各位神仙一一行叩拜礼。用江淮地区出产的三棱茅草作为供神祭品的衬垫，用五种颜色的土做祭坛。汉武帝祭完地神之后，回到奉高，坐在明堂中，众大臣轮流上前歌功颂德，祝他长寿无疆。汉武帝下诏说：“朕以渺小的身躯，继承至尊高位，兢兢业业，惟恐才德不足，因不懂得礼乐，所以供奉八神，祈求庇护。蒙天地神灵恩赐祥瑞，目有所见，耳有所闻，震惊于其事的怪异，于是登泰山祭祀天神，到梁父，然后在肃然山升坛祭祀地神，反省自新。此次巡行所到之博县、奉高、蛇丘、历城、梁父等地，全部免除百姓的田租和所欠赋税，免收今年的算赋。并赐天下有爵百姓擢升一级。”又规定：天子每五年巡游一次，到泰山祭祀，各诸侯封国都要在泰山脚下修建官邸。
古代帝王封禅图 版画
泰山封禅后，依然是天晴日丽，这似乎是上天预示的好兆头，武帝乘兴东巡到海边，希望能借着封禅的吉庆遇上方士们所说的蓬莱诸位神仙，甚至打算亲自乘船入海去寻找。
群臣进行劝谏，但没人能够阻止。东方朔说道：“与神仙相遇，要顺其自然，不必急躁强求。若是有道术，就不愁遇不到；如果没道术，即使到了蓬莱山，见到神仙，也没有好处。我希望陛下只管回到宫中，耐心等候，神仙自会降临。”汉武帝这才打消了出海的念头。正巧奉车都尉霍子侯突然重病，一日之间便死去。霍子侯是霍去病的儿子，汉武帝十分难过，于是起驾离开，沿海岸北上到碣石，从辽西巡视北部边疆到九原，五月回到甘泉。这次出巡，行程共一万八千里。
3.平定南夷
汉武帝元鼎四年（公元前113年），南越王赵胡派他的儿子婴齐亲自入京师做侍卫，婴齐在长安娶邯郸氏女为妻，生了一个儿子叫兴。赵胡死后，婴齐为南越王，在国内去掉帝号，上书汉朝请求立氏为王后，兴为王太子。汉朝几次派使臣劝谕婴齐入朝晋见天子，婴齐自知在国内生杀随意，害怕入朝后按汉家之法，像内地的诸侯王一样，受到朝廷的节制，所以声称患病而不肯入朝晋见。等到婴齐死后，太子兴即位，婴齐夫人氏则成了太后。
太后氏在成为婴齐之妻前，曾经和灞陵人安国少季私通。汉武帝派安国少季为使者前往南越，劝谕南越王、王太后入朝，还令能言善辩之士谏大夫终军协助他做说客，勇士魏臣等人帮助他决策，另外还派遣卫尉路博率领军队，屯扎在桂阳以迎使者归来。南越王兴年少，王太后又是中原人，安国少季出使到南越后与太后再次私通，南越国中不少人知晓此事，心中愤恨不已，和太后离心离德。太后担心引起祸乱，也想依靠汉朝的国威加强自己的地位，多次规劝南越王和群臣内迁，并多次通过使者向汉朝皇帝上书，请求朝廷按内地诸侯王的地位对待，三年一次进京朝见皇帝，拆除边关。汉武帝下诏许可，赐给南越丞相吕嘉银印和其他内史、中尉、太傅以官印，以示朝廷任命，其余官吏皆由王国自行设置，废除过去的刺字、削鼻等肉刑，采纳汉朝的刑法，与内地诸侯王地位相等，使者们留驻镇抚南越。
（1）吕嘉谋反
元鼎五年（公元前112年）十一月，南越王赵兴、王太后氏置办行装和重礼，准备入京朝见。南越国丞相吕嘉年事已高，历任三代国王的丞相，他的家族在南越就有七十多人担任着重要的官职，男子都娶了国王的女儿，女子都嫁给国王的子弟或王族成员，与苍梧秦王也有姻亲关系。吕嘉在南越国的地位十分重要，比南越王更得民心。南越王上书汉朝请求归附，吕嘉曾多次劝阻，但南越王不听，吕嘉便生出离叛之心，几次推说有病，不肯同汉使相见。汉使对吕嘉很注意，只因吕嘉势力在南越强大，不可能轻易除去他。王太后也害怕吕嘉先行发难，想利用汉使的权力杀死吕嘉等人，于是与南越王一同设酒摆宴，款待汉使，大臣都来陪坐饮酒。吕嘉的弟弟为南越国大将，率兵在宫外警戒。敬酒时，王太后对吕嘉说：“南越国内附汉朝，对我们国家有利，而丞相你嫌这样做不便，为什么呢？”想借此激怒汉使，然后借汉使之手，将其除去。汉使犹豫不决，相互观望，谁也没敢贸然乱动。吕嘉见气氛不对，马上起身退席。王太后大怒，想用矛刺死吕嘉，被南越王阻止。吕嘉于是离开王宫，在其弟和士兵簇拥下回到相府，从此推说有病，不愿见南越王和汉使，并暗中与大臣密谋造反。南越王一向无意杀吕嘉，吕嘉知道这一点，就借故拖延，未马上发动叛乱。
汉武帝听说吕嘉不肯听命于汉朝，而南越王、王太后又没有多大势力，不能控制整个南越，偏偏派去的使臣又个个怯懦。他认为既然南越王、王太后已肯归附，只有吕嘉从中捣乱，用不着兴师动兵，想派庄参率兵二千前往南越国。庄参奏道：“要是以友好的目的前往，几个人就够了；如果是以武力去胁迫，二千人是远远不够的。”庄参认为难办便推托，不愿前往南越，汉武帝于是免去了他的职务。郏县壮士、曾任济北国丞相的韩千秋自告奋勇地说：“一个小小的南越国，有其国王和王太后作响应，又只有丞相吕嘉一个人从中作梗，给我三百勇士，就能斩杀吕嘉回报。”于是汉武帝派韩千秋和南越王太后的弟弟乐率二千兵前往。汉军进入南越国境，吕嘉等人便发动了叛乱，号令全国说：“国王年轻，王太后本是汉朝人，又与汉使淫乱，一心想归附汉朝，把先王的宝器全都献给汉天子来讨好，还想带一大批随从过去，到长安后将他们变卖成奴隶。他们只顾自己眼前利益，却不顾赵氏的江山社稷，没有为子孙万代着想。”吕嘉及他的弟弟一同率兵攻杀了南越王赵兴、王太后氏及那些汉朝的使臣，派人告知苍梧秦王及各郡县，立南越明王赵婴齐的大儿子术阳侯赵建德为王。韩千秋率兵进入南越国后，攻破了几座小城。后来南越人开辟了一条直道，在离其都城番禺大约四十里的地方将韩千秋所部汉军歼灭，然后派人把汉使的符节用函封好，放到边塞上，以动听的诳骗言辞谢罪，同时派兵加强边界要隘的防守。
（2）平定两越
春，三月四日，汉武帝闻知南越反叛，认为韩千秋虽然无功，但也是有勇之人，于是就封其子韩延年为成安侯，乐姊为南越王太后，封乐子广德为龙亢侯。
秋，汉武帝派伏波将军路博德出兵桂阳，顺湟水而下；楼船将军杨仆出兵豫章，赶赴浈水；归义越侯严为戈船将军，出兵零陵，向漓水进军；甲为下濑将军，逼近苍梧，所统军队都是罪徒，乘楼船而进，共十万人。越驰义侯遗另外统摄着巴、蜀等地的有罪之人，并且征发夜郎的兵士，沿柯江而下，几路大军计划在番禺（今广东广州）会师。
元鼎六年（公元前111年）冬，楼船将军杨仆进入南越地，攻陷寻、石门，挫败越军前锋部队。之后，留下数万人待伏波将军路博德赶到后一同进发，其余军队由楼船将军率领，先行进抵番禺。南越王建德、丞相吕嘉据城固守。楼船将军屯兵城东南，伏波将军屯兵城西北。傍晚，楼船将军大败南越军，纵火烧城。伏波将军则设置营垒以招容投降者，之后将那些投降的人放回，为的是再去招降别人。楼船将军奋力攻烧，大批敌人被赶入伏波将军营垒中投降。第二天清晨，城中其余守军也全部投降。南越王建德、丞相吕嘉趁深夜逃到海上，伏波将军派兵紧紧追赶，越王建德被校尉司马苏弘抓获，吕嘉则被越郎都稽抓获。当时戈船将军、下濑将军的军队和驰义侯所征发的夜郎兵尚未到达，而南越已被平定。汉朝在其地设置儋耳（今海南儋州）、珠崖（今广东琼山）、南海（今广东广州）、苍梧（今广西梧州）、郁林（今广西桂平）、合浦（今广东合浦），以及交趾、九真、日南（此三郡在今越南北部与中部地区）九郡，由中央政府直接统治。汉军班师回朝，汉武帝加封伏波将军食邑，又封楼船将军杨仆为将梁侯，苏弘为海常侯，都稽为临蔡侯。南越自从赵佗称王开始到灭亡，经历了五代，一共九十三年。
当初，东越王余善上书，请求率兵八千跟从楼船将军杨仆进击吕嘉。军队行至揭阳，东越王以风大浪急为由，将军队停留不前，并且暗中派人出使南越。等到汉军攻克番禺，仍不引兵前来。杨仆上书请求顺便率兵进攻东越，汉武帝因士兵疲倦而没有准许，令各校尉屯兵在豫章、梅岭待命。东越王余善听说楼船将军杨仆已经上书汉帝讨伐东越，汉军又在边地屯兵，于是发兵反叛，阻截汉军，封东越将军驺力等人为吞汉将军，进兵白沙、武林、梅岭，杀汉朝三校尉。当时，汉派大农张成、原山州侯刘齿统率驻屯军队，但他们见东越兵来势汹汹，不敢出击，临阵退避。后二人都因畏懦被处死。东越王余善自称“武帝”。
汉武帝想再派杨仆率兵征伐东越，但看到杨仆因为有功而表现出骄傲，便下诏书责备他说：“你的功劳只是先攻破石门、寻陕而已，实际上并没有斩将夺旗之功，有什么值得骄傲的呢？先前攻破番禺城，你捕捉归降的人当俘虏，把死人挖出来冒充是战场斩杀，是一错。令赵建德、吕嘉得到东越的外援，是二错。将士们连年暴露于蛮荒之地，你不但不顾念他们的争战辛劳，反而请求乘坐驿车巡行边塞，乘机回家，怀揣金、银印信，垂下三条绶带，向乡里炫耀，是三错。你眷恋妻妾，误了回营日期，却以道路不好走为借口，是四错。问你蜀郡的刀价，你假装不知道，以欺瞒手段冒犯君主，是五错。你接受了去兰池宫的诏书而不去，第二天也不对此事加以解释。如果是你的部下，问他话不回答，命令他也不服从，该当何罪？在外面怀有这种心肠，天下还有谁会相信你呢？如今东越军队已深入我国边境，你是否能率领部队补救你的过失呢？”杨仆惶恐地表示：“我愿拼死效力来赎罪！”武帝于是命楼船将军杨仆出兵武林，横海将军韩说出兵句章，中尉王温舒出兵梅岭，归义越侯二人为戈船、下濑将军，出兵若邪、白沙，几路大军联合攻打东越。
汉武帝元封元年（公元前110年）冬十月，汉军进入东越境内，东越平素已有兵驻守要塞地区，此时又派徇北将军驻守武林。杨仆军中战士钱塘人辕终古在阵前斩杀东越徇北将军。原东越衍侯吴阳率本地士兵七百人倒戈于汉阳，反攻东越军。东越建成侯敖与越繇王居股联合杀掉东越王余善，他的部下也全部归降汉朝，东越被平定。武帝封辕终古为御儿侯，吴阳为卯石侯，居股为东成侯，敖为开陵侯；又封横海将军韩说为按道侯，横海校尉刘福为缭侯，东越降将多军为无锡侯。武帝因闽地形势险阻，当地越人反复无常，恐为后世留下祸患，下诏命令各将军将当地的越人都迁到江淮地区与汉人杂居在一起，从此闽侯之地便成了一片废墟。
