人物生平
立為儲君
劉徹之母王娡在懷孕時，漢景帝劉啟尚為太子。王娡夢見太陽進入她的懷中，醒來告訴劉啟後，劉啟認為這是高貴的征兆。劉徹還未出生，他的祖父漢文帝劉恒就駕崩了。劉啟繼位，是為景帝，不久劉徹出生。劉徹是漢景帝第十子，亦是王娡唯一的兒子。
漢景帝前元四年（前153年）四月二十三日，漢景帝立栗姬所生的長子劉榮為皇太子，劉徹亦同時被封為膠東王。劉徹的姑母館陶公主劉嫖向栗姬為其女陳氏提親，被栗姬拒絕，而王娡卻許諾讓劉徹娶陳氏，因此劉嫖不斷向景帝诋毀栗姬而贊譽王娡，栗姬亦曾出言不遜而觸怒景帝，天平遂逐漸向王娡母子傾斜。
前元六年（前151年）薄皇後被廢黜後，王娡暗中指使大行令奏請立栗姬為皇後，使景帝對栗姬的不滿達到極點，于是處死大行令、疏遠栗姬，在前元七年（前150年）正月廢劉榮為臨江王。四月十七日，景帝立王娡為皇後；二十五日，立時年七歲的劉徹為皇太子。
劉徹成為儲君後，景帝拜衛绾為太子太傅、王臧為太子少傅，讓他們輔導劉徹。漢景帝後元三年（前141年）正月十七日，劉徹行冠禮。十天後，景帝駕崩，劉徹繼位。
建元初政
劉徹即位初年，太皇太後窦猗房、皇太後王娡為代表的外戚勢力在朝中有很大影響力，劉徹也必須“奏事東宮”，也就是将國家政務向太後彙報。建元元年（前140年）六月，劉徹罷免了丞相衛绾和禦史大夫直不疑，将兩位外戚魏其侯窦嬰、武安侯田蚡分别任命為丞相和太尉。
另一方面，劉徹也分别任命儒者趙绾和王臧為禦史大夫和郎中令。窦嬰和田蚡都喜好儒術，趙绾和王臧又是魯詩學和春秋谷梁學大儒申公的弟子，所以從這套執政班子可以看出劉徹的崇儒意志。劉徹很快就派人以安車蒲輪、束帛加璧征召申公，申公見了劉徹後，強調治國需要“力行”而非“多言”，但劉徹喜好文詞，故對申公不甚滿意，但畢竟已征召而來，就任命他為太中大夫，同時議定修明堂、改正朔、易服色及巡狩封禅等儒家禮制。
不過，太皇太後窦猗房崇尚黃老之學，阻撓儒學改革。同年十月（按漢初制度為建元二年十月），禦史大夫趙绾請求劉徹不要再将政務彙報給太後，窦太後大怒，斥責他又是一個新垣平，于是用自己搜集到的趙绾、王臧等非法牟利的罪證，要求劉徹将趙、王二人下獄治罪，二人皆死于獄中。窦嬰、田蚡也被罷免，改以開國功臣後裔許昌、莊青翟為丞相、禦史大夫。明堂等儒家禮制也被廢棄。
另一方面，館陶大長公主自居擁立劉徹之功，對劉徹各種請求，令劉徹厭煩。劉徹按約定娶的館陶大長公主之女陳皇後起初獲得獨寵，但她不僅“驕妒”，而且長年無子，使劉徹對她有所疏遠。此時王太後告誡劉徹說：“你剛即位，大臣還沒有完全服從，就先搞明堂，惹惱了太皇太後，如今又忤逆大長公主，肯定會嚴重得罪她們。婦人容易取悅，你一定要十分慎重！”于是劉徹不得不稍微尊重館陶大長公主與陳皇後。
掌控朝綱
建元六年（前135年）五月，窦太後去世，劉徹得以完全掌權。他借口許昌、莊青翟辦理喪事不力，将二人罷免，起用舅舅田蚡為丞相，大司農韓安國為禦史大夫。劉徹對田蚡幾乎言聽計從，以緻田蚡專橫跋扈，“權移主上”，後經劉徹敲打才有所收斂。而對于窦氏勢力則日益疏遠，終于在元光四年（前131年）借灌夫罵座之事而處死了窦嬰，不久田蚡亦死。
此後，劉徹起用功臣外戚以外的官吏乃至出身微賤之人，如主父偃、公孫弘、張湯等，并拜公孫弘為丞相，封平津侯，打破了非列侯不得為丞相的慣例，開啟了先拜相再封侯的先河；又提升禦史大夫的地位，讓禦史大夫張湯取代丞相的作用，相權對皇權的牽制作用也大為縮小。
另一方面，劉徹寵幸姐姐平陽公主家的歌女衛子夫，而陳皇後則嫉妒衛子夫，屢次加以迫害，劉徹遂于元光五年（前130年）以巫蠱為由廢黜陳皇後，遷其于長門宮。元朔元年（前128年），年近三十的劉徹終于得到了兒子第一個兒子劉據，遂于同年立劉據之母衛子夫為皇後，六年後立劉據為皇太子。同時起用衛子夫之弟衛青、外甥霍去病來開疆拓土，新設大司馬之職來安置這些軍功外戚。衛青等深知劉徹對窦嬰、田蚡以外戚身份操控朝政、招攬賓客之事恨之入骨，因此行事低調，以“和柔”取悅劉徹，避免觸犯劉徹的皇權。
對于地方諸侯勢力，劉徹一方面以推恩令進一步縮小其權限與土地，另一方面于元狩元年（前122年）平息了淮南王劉安、衡山王劉賜的未遂叛亂，鞏固了中央對諸侯王的控制。元鼎五年（前112年），因列侯不肯助兵攻南越，劉徹以獻給朝廷的酎金成色不足為由，褫奪了106名列侯的爵位，從而敲打了消極應付中央的諸侯勢力。元鼎五年（112年）以後，劉徹開始頻繁巡行郡國，加強對地方的控制。
征伐四方
經過漢初幾代統治者的休養生息政策，漢朝的國力在劉徹即位後已相當厚實。而劉徹自即位以來，就一改漢初的戰略防禦政策，積極進取，征伐四方，力圖實現“王者無外”的“大一統”的局面。劉徹開疆拓土的用兵對象首先在南方。建元年間，劉徹兩次出兵閩越，都不戰而勝。這令劉徹頗有成就感，堅定了他征伐四方的意志。他派嚴助向反對出兵的淮南王劉安傳達自己的意思，強調“漢為天下宗，操殺生之柄，以制海内之命，危者望安，亂者卬治”，即漢朝是天下萬國的宗主，具有征伐四方、扶危平亂的使命，其對外用兵的合法性也在于此。劉徹最重要的戰略目标是“滅胡”，即消除匈奴對漢朝的威脅。
為了實現這個目标，他在建元年間派張骞出使西域，試圖與遷徙到西域的匈奴世仇大月氏結成軍事同盟。但張骞在途中被匈奴扣押，逃脫後亦未能說服大月氏聯合漢朝，因此與大月氏結盟“滅胡”的計劃沒有實現。建元六年（前135年），匈奴又派人來漢朝要求和親，朝中分為大行令王恢為首的主戰派和禦史大夫韓安國為首的主和派，經過一番争論，劉徹采納了主和派的主張，準備再對匈奴韬光養晦一段時間。但到了元光二年（前133年），王恢向劉徹提出了馬邑之謀，試圖利誘匈奴軍臣單于入境，在馬邑谷中設伏滅之。劉徹批準，但該計劃因行動不周而沒有成功，王恢下獄自殺。此後匈奴斷絕了與漢朝的和親，更加頻繁地入侵漢朝邊塞。
在這種情況下，主父偃、嚴安等劉徹近臣提議恢複與匈奴和親，以換取國家的穩定。但劉徹并未對匈奴讓步，而是果斷提拔衛青、霍去病北擊匈奴。自元光六年（前129年）以來，衛青等将領連年出塞，大破匈奴，收複河套地區，建築朔方城，使漢朝在對匈鬥争中逐漸居于主動地位。元狩二年（前121年），骠騎将軍霍去病西征匈奴右地，開拓河西走廊，渾邪王部四萬餘人降漢，其後陸續設置四郡（酒泉、張掖、武威、敦煌），隔絕了羌人和匈奴的往來，控制了前往西域的道路。元狩四年（前119年），衛青、霍去病等将領發動“度幕”作戰，深入漠北，大破匈奴，從此匈奴遠遁，“幕南無王庭”。但漢朝也付出了相當的損失，再加上霍去病在入塞兩年後去世，此後“久不北擊胡”，對匈奴的攻勢告一段落。
對匈奴的戰事告一段落後，劉徹又劍指其他方向，繼續開疆拓土。元鼎四年（前113年），劉徹派安國少季、終軍等出使南越，說服南越王趙興内附。但南越丞相呂嘉不願歸漢，于翌年殺死南越王趙興及其母漢女樛氏，安國少季、終軍等漢使亦遇害。劉徹遂派路博德、楊仆等發兵消滅南越，設置南海等九郡，将今廣東、廣西、海南以及越南中北部地區并入版圖。此後幾年，又陸續平定西羌、衛氏朝鮮、東越、西南夷等政權或民族，将今青海東部、朝鮮半島北部、雲貴高原等地并入版圖。
後期傾軋
元鼎四年（113年）六月，汾陰出土寶鼎，被認為是祥瑞之兆，此後劉徹命令讨論封禅事宜，并在三年後完成封禅泰山的盛典，改元元封。封禅泰山是治定功成的象征，但劉徹并未停止用兵的步伐，還将兵鋒移至更遙遠的西域大宛，于是有了太初年間李廣利西征大宛之役，經過數年苦戰，終于斬大宛王，屯田于輪台、渠犁，初步控制西域。但匈奴在西域仍然保持較大的影響力，導緻西域小國選擇“兩屬”以自保。而匈奴經過十餘年“休養息士馬，習射獵”，元氣有所恢複，再加上衛、霍已死，便拒絕按劉徹要求派太子入質漢朝，重新成為漢朝邊患。
因此劉徹于太初四年（前101年）下诏征讨匈奴，企圖徹底解決匈奴問題。然而前後數次征戰皆不利，李陵、李廣利等将領都投降匈奴。劉徹用兵數十年，造成民力疲敝，到元封四年（前107年），關東流民超過二百萬人，不在戶籍者四十萬，出現了“城郭倉廪空虛，民多流亡”“天下虛耗，人複相食”的局面。劉徹又重用酷吏，社會開始動蕩，盜賊四起，劉徹乃頒布“沉命法”，嚴厲督促地方官吏剿滅盜賊。但地方官吏畏懼法令，往往隐匿不報，如此形成了惡性循環。
除了社會危機的萌生，宮廷内部的鬥争也日益激化。元朔末年以後，随着衛子夫色衰愛弛，劉徹又寵幸王夫人、李夫人等，生下多名皇子。皇太子劉據長大後，“仁恕溫謹”，對劉徹的窮兵黩武屢屢進谏，劉徹認為劉據不像自己，父子遂有所隔閡，衛子夫母子對此非常不安。劉徹發覺後，對衛青說：“漢家萬事剛剛開創，加上四夷侵略欺侮中國，朕不變更制度，後世就無所效法，不出兵征伐，天下就不會安定，為此不能不讓百姓勞累。如果後世又有像朕這麼做的，這是重蹈已經滅亡的秦朝的覆轍。太子敦厚，喜歡安靜，必定能安定天下，不讓朕擔心。要尋求一個守文之主，還有比太子更好的嗎？聽說皇後和太子心懷不安，哪有什麼值得不安的？你去把朕的這個意思告訴他們母子。”衛子夫聽說後，脫簪請罪。劉據每次進谏征伐四夷時，劉徹就笑道：“我來幹勞苦的事，把安逸留給你，就不行嗎？”
盡管如此，劉徹父子之間的矛盾并未緩解，朝中也分化為“用法大臣”為主的反太子派和所謂“寬厚長者”為主的親太子派，元封五年（前106年）衛青死後，劉據就更加孤立。太始三年（前94年），劉徹新寵趙婕妤懷孕十四個月，生下皇子劉弗陵，劉徹大喜，以與堯帝出生前懷孕的月數吻合為由，将趙婕妤的寝宮門命名為“堯母門”。這向外界傳遞出劉徹欲以劉弗陵取代劉據的信号，導緻反太子派和親太子派之間的鬥争日益白熱化，終于釀成了征和二年（前91年）的“巫蠱之禍”。劉據兵敗自殺，妻妾子女都遇害，衛子夫也自殺，衛氏家族随之被誅滅。
翌年，劉徹得知鎮壓劉據的丞相劉屈氂欲立李夫人之子昌邑王劉髆為儲君，便處死劉屈氂，又誅殺了在外征戰的李廣利以及已被劉據殺死的江充等人的家族，清洗了反太子派，并建思子宮和歸來望思之台，以表懷念。為太子伸冤的高寝郎田千秋則獲得提拔，數月即超升至丞相。不過劉據唯一幸存的孫子（後來的漢宣帝劉詢）仍被關押在長安獄中，在負責治獄的丙吉的保護下得以平安成長。
雄主遲暮
征和四年（前89年）春，劉徹親赴東萊求仙，适逢暴風驟雨，流高潮湧，無法出海，停留十餘日後返還。在封泰山、禅石闾以後，劉徹召見群臣，追悔以往的過失，命遣散方士，停止求仙。同年，搜粟都尉桑弘羊等請求在輪台屯田，劉徹下《輪台诏》，否決其議，并強調“當今務在禁苛暴，止擅賦，力本農，修馬複令以補缺，毋乏武備而已”。自此以後，劉徹不再出兵，而且封丞相田千秋為“富民侯”，表明與民休息之意；又任命趙過為搜粟都尉，讓他推廣代田法和先進農具。
後元元年（前88年），江充餘黨馬通、馬何羅等謀刺劉徹，近侍官員金日磾發覺，與另外兩名近侍官員霍光、上官桀合力粉碎陰謀，保護了劉徹。此時劉徹年近七十，時日無多，開始安排後事。劉徹諸子中，齊王劉闳早死，昌邑王劉髆因劉屈氂之獄而被排除出皇位繼承序列，燕王劉旦和廣陵王劉胥因違反法度而被疏遠，劉旦派來請求入京宿衛的使者亦被劉徹斬殺，以示警告。這樣一來，幼子劉弗陵成為唯一人選。劉徹為防止後宮幹政，殺了劉弗陵的生母趙婕妤，并安排霍光、金日磾、上官桀與桑弘羊四人為輔政大臣，确保自己身後政局的平穩過渡。
後元二年（前87年）春，劉徹病重，遷居于郊外長楊宮、五柞宮。期間有“望氣者”說長安獄中有天子氣，劉徹趁機下令處死關押在長安獄中的所有犯人，包括劉據之孫，卻被丙吉極力阻止，劉徹遂感慨天意如此，放棄屠獄之令。不久後的二月十二日，彌留之際的劉徹正式下诏立劉弗陵為皇太子，次日，霍光、金日磾、上官桀、桑弘羊在劉徹卧室内床下拜受顧命。二月十四日，劉徹駕崩，三月下葬于茂陵。谥号孝武皇帝。劉弗陵即位，是為昭帝。十三年後，劉據之孫劉詢繼承皇位，是為宣帝，于本始二年（前72年）追上劉徹廟号為“世宗”。
主要影響
政治
官制改革
劉徹為了強化專制皇權與中央集權，對官制進行了如下改革：
廢止太尉一職，後新設大司馬，以衛青、霍去病充任，但隻是給貴戚的尊寵之位，并不負責軍政。因此宰相之職從三公（丞相、禦史大夫、太尉）變為二府（丞相、禦史大夫）；
起用近臣參與決策，以制衡丞相權力。劉徹提拔一批有才幹的士人，在宮中充當皇帝近侍的将軍、侍中、常侍、給事中等官職，成為“出入禁門腹心之臣”。劉徹用近臣參與決策的代表性的例子有用嚴助之策否決田蚡之策，出兵攻閩越、救東瓯，以及用主父偃之策行推恩令來削弱諸侯王，臨終前所托孤的四大臣亦皆為近臣。由此逐漸形成了侍中為代表的“中朝官”和丞相為代表的“外朝官”的二元體制；
加強監察官職，元狩五年（前118年）在丞相府增設司直一職，協助丞相檢舉不法。元封五年（前106年）依據《禹貢》《職方》等古籍，分天下為十三州，每州設刺史，以六條問事來監察州内地方官及豪強。征和四年（前89年）設司隸校尉，監督朝中百官和京畿七郡。劉徹在位後期，還有非常設的繡衣直指（繡衣使者），代表皇帝處理盜賊及重大案件。
法制改革
劉徹堅持法治方針，對犯法的皇親國戚也不縱容，不惜處死自己的外甥兼女婿昭平君，并嘉獎提拔了逮捕自己另一外甥（異父姐金俗之子）的義縱。但也有例外，如因倡優郭舍人巧妙求情而饒恕了自己的乳母（東武侯郭他之母，因家人犯法被遷徙邊塞）。
為了強化法制，劉徹于元光五年（前130年）命中大夫張湯、趙禹修訂律令，最終确立了漢律的框架，即律、令共計359章，死刑409條、1882事，死罪決事比13472事。其中代表性的例子就是強化了“見知故縱監臨部主法”的規定，即主管官吏故意放跑罪犯就與犯罪者同罪；同時“緩深故之罪”，即放寬對官吏制造冤假錯案的治罪。由此引發了劉徹在位時期的嚴刑峻法和酷吏盛行之風。劉徹還打擊關東社會的豪俠，遷徙關東豪俠于關中、并族誅豪俠郭解，以促使漢律下沉到關東基層社會。此外，劉徹在位時期，在董仲舒等人的推動下，實現了司法的初步儒家化，開啟了春秋決獄的先河。
劉徹在位後期，社會矛盾尖銳，農民起義頻繁，劉徹為此派繡衣直指誅殺鎮壓不力的官吏，并頒布“沉命法”，嚴厲督促地方官吏剿滅盜賊。但地方官吏畏懼法令，往往隐匿不報，如此形成了惡性循環
用人政策
漢初以來，朝廷要職被列侯（一般為功臣或外戚）壟斷，并通過“任子”的方式世代為官。劉徹則不拘一格，唯才是舉，大膽提拔人才，并量才任用，這種用人方針體現在他于元封五年（前106年）所頒求賢诏書（武帝求茂才異等诏）中。他所提拔的人才中，不乏出身下賤或寒門之人，文有主父偃、蔔式、公孫弘、兒寬、朱買臣、桑弘羊等，武有衛青、霍去病、李廣利等，甚至晚年還提拔了匈奴俘虜金日磾為顧命大臣。後世班固稱贊“漢之得人，于茲為盛”，因此劉徹一朝所創造的業績“後世莫及”。
劉徹還從制度上完善人才提拔機制。他大力發展察舉制，在建元元年十月（前141年）、元光元年（前134年）、元光五年（前130年）至少三次下诏舉賢良文學，得到董仲舒、東方朔、公孫弘、嚴助等人才。元光元年十一月（前135年），劉徹下诏郡國每歲舉孝者、廉吏各一人，後合稱孝廉，使察舉成為定制，孝廉亦成為察舉制的核心科目。
劉徹一方面大膽提拔人才，慷慨封賞，另一方面“性嚴峻”，對官員要求苛刻，認為“有才而不肯盡用，與無才同”，因此動辄誅殺不稱職或欺騙自己的官吏。他在位期間前後有十三位丞相，其中病死四人，因罪免職四人，因罪自殺二人，處死三人，其餘官員被下獄處死的更是不計其數。汲黯曾為此勸谏劉徹不要濫殺官員，但劉徹不以為然。
削弱諸侯
劉徹在漢景帝削藩政策的基礎上，進一步推行削弱諸侯王的措施。元朔二年（前127年），劉徹根據主父偃的建議，實行推恩令，規定諸侯王可以“推恩”将其封地分封給繼承王位的嫡長子以外的子弟，并上報朝廷，由皇帝制定列侯封号，諸侯王無權廢除或更改。所分封的侯國歸郡統轄，不得過問政事，僅收納封地内租稅。元狩元年（前122年）粉碎淮南王、衡山王的叛亂陰謀後，劉徹頒布左官律和附益法，前者貶抑諸侯國官吏為“左官”，規定曾仕王國官吏者不得在中央任職；後者禁止朝臣交結諸侯、為其謀利。經過劉徹的一些列削藩措施，諸侯王權勢、封地愈益縮減，名存實亡。
巡行郡國
自元鼎五年（前112年）以後，劉徹開始頻繁巡行郡國，其足迹北至塞外，南及湘衡，東到大海，西逾隴山，遍及五嶽四渎。劉徹出巡的目的有：考察地方政情、巡察郡縣地方吏治；體察民情，勸課農桑，推廣教化；統籌軍事，安境定邊，等等。在此期間完成了封禅泰山、祭祀明堂、治理黃河等壯舉。不過，劉徹巡行也包含求仙問鬼等消極方面。
區劃調整
西漢王朝奉行以關中為根本的地緣戰略，借以内控諸侯，外禦匈奴。劉邦時重在控内，并以洛陽作為控禦關東諸侯的重鎮；劉徹時重在禦外，而對關東諸侯的統治由軍事鎮綏為主轉向政治控制為主，洛陽在地緣戰略中的重要性也相應下降。出于适應地緣戰略轉變的需要，劉徹對長安、洛陽之間的地域結構進行了調整。元鼎三年（前114年），劉徹應樓船将軍楊仆之請求，将函谷關東移約三百裡，是為“廣關”。
此後，漢關中區域北部的東界由以臨晉關為标志的黃河一線向東推進至太行山一線；中部區域的東界由舊函谷關向東推進至新函谷關；南部區域的東界，由四川盆地東南緣向東南推進至柱蒲關、進桑關一線的滇桂、黔桂間山地。劉徹東徙函谷關，旨在将整個崤函山區括入關内，以加強對洛陽的控制，防備關東有變，異己勢力襲據洛陽以威脅關中；設置弘農郡，旨在構建以弘農、新安、宜陽為節點的防禦體系，并加強對崤函道和武關道的控制，以彌補函谷關東遷後帶來的關中防衛疏漏，達成控制洛陽和防衛關中的雙重目的。劉徹通過增大關中區域的範圍，特别是函谷關的東移和太行山以東地區劃入關中，大大增強了朝廷依托關中以控制關東這一基本治國方略的效力。
曆法改革
劉徹推行“易正朔”的政策，在任内對紀年方式、曆法等進行了全面改革，影響深遠。文、景二帝時期，漢朝有“改元”的措施，但未建年号。劉徹即位後，亦每六年一改元，但即位三十餘年來沒有建号，而是用一元、二元、三元、四元、五元等來稱呼。五元（即元鼎）三年（前114年），朝廷中有關部門建議更改紀元的命名方式，廢掉以前的簡單數字排列法，代之以某種“天瑞”來紀元。翌年，汾陰出土寶鼎，遂将五元命名為“元鼎”，并将一、二、三、四元分别追加建元、元光、元朔、元狩的年号。三年後，劉徹封禅泰山，改元元封。到太初元年（前104年）才正式啟用年号紀元，不過在最後兩年又未建年号，後世習稱後元。年号制度成為之後中國絕大多數帝王所采用的紀年方式，并影響了東亞各國，延續至今。
在創造年号紀元的同時，劉徹亦着手改訂曆法。漢承秦制，沿用颛顼曆，以十月為歲首。劉徹命鄧平、唐都、落下闳等據天象實測和長期天文記錄，另造新曆，于太初元年（前104年）頒布，是為太初曆。太初曆采用夏正，以正月為歲首，采用二十四節氣，首次規定以沒有中氣的月分為閏月，并計算出交食周期和推步五大行星位置的方法，具有劃時代的意義。
經濟
劉徹在位時四處用兵，漢朝七十年的積蓄逐漸不敷使用，民間的富商大賈、豪強地主坐擁大量财富，卻“不佐國家之急”。因此劉徹的經濟政策以擴張财政為中心，與“民”争利，實行了以下措施：
漢初币制混亂，且允許郡國鑄錢，導緻私人鑄币現象嚴重。劉徹鑒于富商大賈“蹛财役貧”導緻“黎民重困”日益嚴重的現實，決定展開币制改革。他先從文帝四铢錢改三铢錢，又從三铢錢改半兩，再改半兩為三铢，又改三铢為白金三品，反複變動币制，收效甚微，并造成通貨膨脹。
元狩五年（前118年），劉徹統一發行五铢錢，規定五铢錢周邊和中間方孔的四周隆起，規定錢徑、孔徑、厚度，文重一緻。但因為郡國分散鑄币，鑄币質量難以統一，為盜鑄留下了空隙，盜鑄依然屢禁不止。元鼎四年（前113年），劉徹下诏停止郡國鑄錢，以前所鑄錢币一律熔毀，由上林三官統一鑄造，非上林三官錢不得流通，違者嚴懲。至此，鑄币權完全收歸中央。
此外，劉徹還以恢複古禮為由，出台了白鹿皮币，要求諸侯朝見時用現錢換取白鹿皮币，用來襯墊貢品玉璧。獲取白鹿皮并不難，制造成币極為容易，但卻人為規定一尺見方的白鹿皮币價值40萬錢，目的就在于讓諸侯向朝廷多繳納錢，以解決财政難題。
算缗、告缗
元光六年（前129年），劉徹首次下達算缗令，但隻是對有市籍的商人收運輸車稅，十年後再次下算缗令則是針對全體商人、手工業者，一律按資産征收财産稅。經商及高利貸資本2000缗錢收一算（120錢一算），手工業者減半；商人一車收二算，普通人減半；船五丈以上收一算。采取财産自報，但很多商人、手工業者都隐瞞不報或少報，于是劉徹鼓勵告缗，命楊可主持，一旦被舉報隐匿财産，就罰戍邊一年，沒收财産，并将其中一半賞給舉報者，于是告缗之風盛行，官府又往往從嚴處置，導緻“商賈中家以上大率破”，朝廷收入随之大大增加。元鼎四年（前113年），劉徹對新秦中（河套地區）邊防狀況不滿，殺了北地太守以下官員，并鼓勵民衆去新秦中畜牧，換取免于告缗的特權；元封元年（前110年），劉徹又命令能給甘泉倉捐獻粟米者就可以終身免役并免于告缗，于是民衆紛紛捐獻粟米，使“民不益賦而天下用饒”。
鹽鐵酒官營
元狩四年（前119年），劉徹宣布鹽鐵官營，以鹽官、鐵官來管理，禁止民衆私自鑄鐵煮鹽，違者在左腳加釱。鹽官的主要作用是組織生産鹽務并轉運及收取鹽的專賣稅，鐵器則從制造到銷售都是官營，由此極大增加了朝廷的收入。此外，鐵器官營官銷還延緩了鐵兵器的外傳，保證了漢軍的武器優勢。但另一方面，官方壟斷的鑄鐵業産生出的很多鐵器性價比很低，在一定程度上降低了生産力。
天漢三年（前98年），為了補充軍費，劉徹聽從少府的建議，榷酒酤，禁民釀酒，由官府專賣。
均輸平準
元鼎二年（前115年），劉徹根據大農令孔僅和大農丞桑弘羊的建議，在中央主管國家财政的大司農之下設立均輸官，把應由各地輸京的物品轉運至各處販賣，從而增加朝廷收入，抑制商人壟斷市場，從而使物價穩定。元封元年（前110年）又在京師長安設平準官，利用均輸官所存物資，根據物價，貴時抛售，賤時收購。實行均輸和平準使得朝廷所掌握的物資大大增加，平抑了市場的物價，打擊富商大賈囤積居奇，壟斷市場的行為。但由于用人不當，一些負責均輸、平準的官吏與商人勾結，反而導緻物價上漲。
文化
尊崇儒術
劉徹剛繼位就表現出崇儒的意向，他在建元元年十月（前141年）第一次舉賢良文學時所進的學“申、商、韓非、蘇秦、張儀之言”者都不錄用同時以安車蒲輪、束帛加璧征召魯詩學和春秋谷梁學大儒申公，讓申公師徒商議明堂等禮制，但不久就受挫于被崇尚黃老之學的窦太後。
建元五年（前136年），劉徹設置五經博士，重申尊崇儒術。元光元年（前134年），劉徹第二次舉賢良文學，丞相田蚡“黜黃老、刑名百家之言”，錄取數百名儒者，後來儒生公孫弘又做了丞相，引領天下學子競相習儒。在尊儒的過程中，劉徹又最為重視公孫弘、董仲舒等所代表的春秋公羊學，并讓太子劉據學習《春秋公羊傳》。
當時，董仲舒提出“諸不在六藝之科、孔子之術者，皆絕其道，勿使并進”，不過劉徹并未真正采納，而是采取了“博開藝能之路，悉延百端之學”的方針，也就是将儒學提升為官方意識形态的同時，也保留了諸子百家之學。在治國實踐過程中，法家思想受到重視，與儒家思想糅雜并用，從而形成了一套“霸王道雜之”的“漢家制度”，被後人歸納為“陽儒陰法”“外儒内法”，影響了此後兩千年的中國社會。
征書藏書
劉徹在位時，中國曆史上首次由政府下令在全國範圍内征集圖書。劉徹感慨書籍缺失，于是建藏書之策，置寫書之官，廣開獻書之路，命令諸子百家之書都收入秘府，經過百年的努力，終于使“書積如丘山”，保存了大量古代寶貴文獻。當時政府藏書處所有太常、太史、博士之藏，皇宮有延閣、廣内、秘室之府。這是中國曆史上第一次明确記載的國家圖書館。
設立學校
元朔五年（前124年），丞相公孫弘建議設置博士弟子50人，跟随五經博士學習儒家經典，他們學習的地方就是太學。這些博士弟子畢業後往往入朝為官，從此朝廷百官“彬彬多文學之士”。此外，劉徹還命令天下郡國皆立學校官，一如文翁在蜀郡所立學官。
設立樂府
劉徹在位時，在掌管雅樂的大樂官之外創立樂府于上林苑，掌管俗樂，負責收集民間的歌謠。主持樂府事務的“協律都尉”由著名音樂家李延年擔任，司馬相如等參與其中，同時制定了樂府收集民歌的“采詩夜誦”制度。為了記錄民歌，樂府使用一種叫作“聲曲折”的記譜法，可以把民歌的曲調記錄下來。在《樂府詩集》中記錄了吳、楚、燕、齊、鄭等各地詩歌，使各地民歌得到了一定程度的收集整理。樂府的設立對中國詩歌的發展做出了不可磨滅的貢獻。
軍事
軍制改革
劉徹在位時，為了強化京師長安的安保，在既有的南軍、北軍之外設立期門軍、羽林軍，專募強健勇武子弟為兵，又設置八校尉（中壘、屯騎、步兵、越騎、長水、射聲、虎贲、胡騎），其中中壘校尉隸屬于北軍。
征伐四方
劉徹即位後，一改之前的防禦性國防政策，出擊周邊四夷，對外戰争貫穿其在位大部分時間，對匈奴、閩越、東越、南越、朝鮮、西南夷、西羌、車師、樓蘭、大宛等國家或民族發動了至少二十八場戰争，滅南越、閩越、東越、朝鮮等，降伏車師、樓蘭、大宛、西羌、西南夷等，大大降低了匈奴對漢朝的威脅。劉徹一系列戰争“所辟疆土，視高、惠、文、景時幾至一倍”，使中國“千萬年皆食其利”。劉徹對外戰争情況如下表：
年代 | 用兵對象 | 軍隊構成 | 主要将領 | 結果 |
建元三年（前138年） | 閩越 | 會稽兵 | 嚴助 | 閩越逃亡，東瓯歸順 |
建元六年（前135年） | 王恢、韓安國 | 閩越殺其王郢而降，南越遣子入侍謝恩 | ||
元光六年（前129年） | 匈奴 | 四萬騎 | 衛青、公孫敖、公孫賀、李廣 | 僅衛青一路取勝 |
元朔元年（前128年） | 三萬騎以上 | 衛青、李息 | 衛青首虜數千人 | |
元朔二年（前127年） | 衛青、李息 | 大勝，收複河套，置朔方郡、五原郡 | ||
元朔五年（前124年） | 十餘萬，多為車騎 | 衛青、李息、公孫賀、張次公、蘇建、李蔡、李沮 | 俘虜一萬五千人，畜百萬 | |
元朔六年春（前123年） | 十餘萬騎 | 衛青、公孫敖、公孫賀、蘇建、李廣、李沮、趙信 | 斬數千級 | |
元朔六年夏（前123年） | 衛青大勝，首虜一萬九千級；李廣無功；趙信敗降 | |||
元狩二年春（前121年） | 一萬騎 | 霍去病 | 大勝，過焉支山千餘裡，殺折蘭王，斬盧侯王，俘渾邪王子等，收休屠王祭天金人 | |
元狩二年夏（前121年） | 霍去病、公孫敖 | 霍去病大勝，逾居延，過小月氏，至祁連山，俘二千五百人，斬三萬二百級； 公孫敖失道 | ||
元狩二年夏（前121年） | 一萬四千騎 | 張骞、李廣 | 張謇失軍期；李廣力戰敗逃 | |
元狩四年（前119年） | 十萬騎、步兵數十萬 | 衛青、霍去病、公孫賀、公孫敖、李廣、趙食其 | 衛青、霍去病在漠北大獲全勝，衛青圍單于，單于突圍；霍去病封狼居胥，禅姑衍，臨瀚海；李廣、趙食其失道，前者自殺，後者贖死。單于遠遁，漠南無王庭 | |
元鼎五年（前112年） | 南越 | 天下罪囚、江淮以南樓船、夜郎兵共二十餘萬人 | 路博德、楊仆、鄭嚴、田甲、何遺 | 翌年南越亡，置南海等九郡 |
元鼎六年（前111年） | 西南夷 | 巴蜀罪人 | 郭昌、衛廣 | 滅且蘭、邛都、莋都；夜郎、冉駹等降，置牂牁等五郡 |
元鼎六年（前111年） | 西羌 | 隴西、天水、安定騎士、中尉卒、河南、河内卒共十萬人 | 李息、徐自為 | 平西羌，置護羌校尉 |
元鼎六年（前111年） |
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