灭朝鲜，收南越
在东北方，他派楼船将军杨仆、左将军荀彘兵灭卫氏朝鲜（今朝鲜北部），置乐浪、玄菟、临屯、真番四郡，汉帝国的版图至此基本成形。
在南方，派中郎将唐蒙通夜郎、伏波将军路博德、楼船将军杨仆灭南越，使得夜郎、南越政权归附汉朝，在西南先后设立了七个郡，其中在今海南岛置儋耳郡、珠崖郡，也就是今天的海南岛与南海诸岛的地区。疆土最南端超过今天越南胡志明市，这也使得今天的两广地区自秦朝后重归中国版图。
罢黜百家，表彰六经
听取董仲舒的建议，“罢黜百家，表彰六经”就是把儒家学说作为封建正统思想，持法家，道家等各家学说的读书人，均受排斥，武帝还大力推行儒学教育，在长安举办太学。太学是中国古代最高学府，以儒家五经为主要教材，不学习其他各家学说。“罢黜百家，表彰六经”在中华传统文化舞台上独领风骚两千余年，受到历代统治者所推崇。这里要说明的是，汉武帝并非限制其他各家的发展，只是大力提倡儒家的发展儒法结合，即所谓的“儒表法里”。例如夏侯始昌既研习儒家又通晓阴阳五行家；宰相公孙弘兼治儒法两家；主父偃以纵横家起家；耿直的汲黯司马谈司马迁以黄老学说起家。
开疆拓土，奠定版图：汉武帝时期，外事“四夷”：南平两越、北伐匈奴、经营西域、通西南夷、东定朝鲜，建立了空前辽阔的疆域，是汉帝国的极盛时期，奠定了中华的疆域版图。
设立中朝抑制外朝：在惠文景帝期间，丞相大多主要是随刘邦打天下的功臣丞相受到礼遇，武帝和丞相多有不合，经常会借口打压杀死丞相，导致朝中大臣不愿意接任丞相之职。为贯彻自己的命令，他便设立中朝，尚书台也是这一时期出现的。
建立年号：中国历史上第一位使用年号的皇帝，公元前113年武帝以当年为元鼎四年，并追改以前为建元，元光，元朔 元狩，每一年号六年。但根据一些出土的文物来看，上面都标有建元、元光等年号，证明建元、元光等年号并非后来追命。
太初改历：太初元年（公元前104年）改太初历，以正月为岁首，色尚黄。
盐铁官营：盐铁官营自汉代延续至今，今天盐铁茶主要仍由政府及国企控制。
通西域：中国传出了冶铁术、凿井术、丝绸制造、漆器制造等技术，西方（域）传入胡（黄）瓜 胡豆 胡麻 石榴胡萝卜 葡萄 汗血马 核桃 天马等。中原大量的丝织品和金属工具向西输送，铸铁技术，井渠法也传到西域 历史意义重大
创立太学：汉武帝创建太学、乡学，设立举贤制度，形成了中国独特的文官制度
罪己诏：征和四年（前89年），汉武帝向天下人昭告：自己给百姓造成了痛苦，从此不再穷兵黩武、劳民伤财，甚至表白内心悔意。这就是《轮台罪己诏》。这份诏书，是中国历史上第一份帝王罪己诏。
加强中央集权：为加强中央集权，武帝接受主父偃的建议，颁布推恩令，即允许诸王将自自己的土地分给子弟，建立较小的诸侯国。武帝还找借口，一次就削去当时一半的侯国。
名臣名将
大司马大将军：卫青、霍光
大司马骠骑将军：霍去病
丞相：卫绾、窦婴、许昌、田蚡、薛泽、公孙弘、李蔡、庄青翟、赵周、石庆、公孙贺、刘屈氂、田千秋
太尉：田蚡
御史大夫：庄青翟韩安国公孙弘 张汤石庆 卜式儿（ní）宽 杜周 桑弘羊
列将军：霍去病 金日（mì）磾（di）上官桀
奉常太常：王臧孔臧 韩延年
郎中令：王臧 李广 李敢石建
卫尉：李广韩安国 张骞 路博德
太仆：灌夫公孙贺 公孙敬声石庆
廷尉：张汤 赵禹 杜周 郭居
太行令大鸿胪：王恢李息张骞 田千秋
宗正大农令：韩安国 郑当时 刘受 颜异桑弘羊
中尉少府执金吾：韩安国 赵禹 李息 王温舒尹齐 颜异 桑弘羊
都尉：汲黯 朱买臣江充
内史：石庆 郑当时 公孙弘 汲黯儿（ní）宽 减宣
还有 东方朔 主父偃 司马迁 苏武 董仲舒 司马相如 韩说等。
金屋藏娇
“金屋藏娇”典故来源于志怪小说《汉武故事》，其核心人物有两个：一个是幼年的胶东王刘彘（即汉武帝刘彻，汉武故事称其幼名彘），另一个是馆陶公主的女儿陈氏阿娇。汉武帝刘彻在中国历史上是赫赫有名；“娇”就是指陈氏，汉武帝刘彻的第一任皇后，后因骄横无子与巫蛊被废黜。
陈氏的父亲是堂邑侯陈午，母亲是汉景帝刘启唯一的同母姐姐馆陶长公主刘嫖，陈氏正史并未留名，《汉武故事》称其小名为阿娇，此名可能是化陈蹻（陈午和馆陶公主的第二个儿子）之名而来，因“金屋藏娇”的典故流传太广，后世习惯以“陈阿娇”称呼陈后，现在有人称陈后大名为“陈娇”，其实是穿越小说中，附身陈阿娇的女主本名。
刘彻是汉景帝当时的宠妃王夫人王娡所出，排行第十。景帝有十三个儿子，曾经的宠妃栗姬为景帝生育了皇长子——刘荣。景帝的皇后薄氏因“无子无宠”被废。由于没有嫡子，公元前153年，景帝遵照‘立长’的传统立自己已经成年的庶长子刘荣为太子，同时立聪明伶俐的小刘彻为胶东王，时年刘彻四岁。
公元前153年，被立为太子的刘荣尚未婚配，馆陶希望自己的女儿能成为皇后，就想把女儿许给太子刘荣。不料刘荣生母栗姬因厌恶馆陶屡次给景帝进献美女而拒绝这桩婚事。馆陶十分恼火。于是，又看上了“梦日入怀”而生的胶东王刘彻，刘彻的生母王娡同意了这桩婚事。
《汉武故事》以此史实为基础，讲述了一个青梅竹马的美好童话：馆陶长公主抱着小刘彘问：“彘儿长大了要讨媳妇吗？”小刘彘说：“要啊。”长公主于是指着左右侍女百余人问刘彻想要哪个，小刘彘都说不要。最后长公主指着自己的女儿陈阿娇问：“那阿娇好不好呢？”小刘彘就笑着回答说：“好啊！如果能娶阿娇做妻子，我就造一个金屋子给她住。”长公主非常高兴，于是数次请求景帝，终于定下了这门亲事。
这就是成语金屋藏娇的由来。但小说毕竟是小说，其实王娡和馆陶定下了两桩婚事，另一桩婚事是后来的馆陶之子隆虑侯陈蹻和王娡小女儿隆虑公主的联姻，这两桩婚事的背后，有两个母亲鲜明的政治考虑。而两桩婚事的当事人的意愿，自然不在母亲们的考虑范围内。
为了让女儿成为一国之母，也为了报复栗姬，馆陶转而全面支持刘彻，经常说栗姬的坏话，谎称栗姬指使侍者在后宫女子的背后吐口水的方式施行“媚道”（《史记》：（馆陶）日谗栗姬短于景帝曰：“栗姬与诸贵夫人幸姬会，常使侍者祝唾其背，挟邪媚道。”）。 在汉代之前，“祝唾其背”一直是一种简单易行的诅咒方式，是巫蛊之术的一种。
王娡暗中派人催促大臣奏请立栗姬为皇后。一次朝会上大行官奏道“子以母贵，母以子贵”，请封太子母亲栗姬为皇后。景帝非常生气，竟论罪处死了大行官，并废了太子，改封他为临江王。栗姬由此完全失宠，不能再见到景帝，最终忧郁而死。不久，皇帝正式册封王娡为皇后，刘彻立为太子。（《汉书》：王夫人又阴使人趣大臣立栗姬为皇后。大行奏事，文曰：“‘子以母贵，母以子贵。’今太子母号宜为皇后。”帝怒曰：“是乃所当言邪！”遂案诛大行，而废太子为临江王。栗姬愈恚，不得见，以忧死。卒立王夫人为皇后，男为太子。）
公元前141年，汉景帝去世后，年满十六周岁的刘彻继位，立太子妃陈氏为皇后，两人一直没有孩子。
刘彻即位后的第三年，建元二年（前139年），三月初三上巳节，刘彻到姐姐平阳公主家做客，公主献上美人，但刘彻并不喜欢。看歌舞时，刘彻初见到姐姐家的歌女卫子夫，十分喜爱，把卫子夫带进了宫。卫子夫入宫成为普通宫女，一年多都不得见武帝一面，后来汉武帝亲自挑选部分宫女让其回家，卫子夫终于见到武帝，哭求出宫，武帝怜惜，《汉武故事》写道：“上曰：‘吾昨夜梦子夫中庭生梓树数株，岂非天意乎？’”卫子夫再次受到宠幸，后来生了三女一男，男即太子刘据。
陈皇后自恃皇帝当初得以立为太子，自家有功，于是骄横无礼，听说卫子夫“大幸”时，数次寻死觅活。刘彻对她越发恼怒。发展到最后，陈皇后冒天下之大不韪，与女巫楚服等人在宫内施行了巫蛊之术。元光五年，陈后行巫蛊的事情败露后，楚服枭首于市，诛连者三百余人。陈后被废，罢退居长门宫。
陈后被废的第二年，其父堂邑侯陈午病逝，陈须继承侯位。十几年后，馆陶（时称窦太主）逝世，与其面首董偃一起合葬在霸陵。元鼎元年，陈后的兄长堂邑侯陈须、隆虑侯陈蹻（音同娇）在守丧期间淫乱，兄弟争财，事发后自杀，堂邑侯、隆虑侯国除。在父母兄弟皆离世数年后，陈后逝世，葬于霸陵县官员驿亭的东面（长门宫在霸陵县）。