漢武帝劉徹十六歲時登基，為鞏固皇權，中央設定中朝，為加強對諸侯王和地方高官的監察，在地方設定十三州部刺史，令六百石級別的刺史督察二千石級別的郡國守相 。開創察舉制選拔人才。採納主父偃的建議，頒行推恩令，解決王國勢力，並將鹽鐵和鑄幣權收歸中央。

漢武帝時期攘夷拓土，國威遠揚，東並朝鮮，南吞百越，西征大宛，北破匈奴，奠定了漢地的基本範圍，開創了漢武盛世的局面。另有開闢絲綢之路，在輪臺、渠犁屯田等創舉，並置使者校尉，建立年號、頒佈太初曆、興太學，影響極為深遠。但在位後期窮兵黷武，又造成了巫蠱之禍，因此留下負面影響。

劉徹的第一任皇后陳阿嬌，為西漢開國功臣堂邑侯陳嬰之裔，堂邑夷侯陳午與大長公主劉嫖之女。陳皇后在漢景帝年間嫁予太子劉徹為太子妃，建元元年（前140年）立為皇后。元光五年（前130年），以“惑於巫祝”罪名廢黜，退居長門宮。其後於元鼎至元封三年間（前116~前107年）去世。陳皇后因其起伏一生，為後世留下了“金屋藏嬌”、“長門買賦”等典故，並於歷代文學作品中傳唱。

劉徹的第二任皇后衛子夫，史稱孝武衛皇后，也是中國歷史上第一位擁有獨立諡號的皇后。原為平陽公主家歌女，於建元二年（前139年）入宮，建元三年（前138年）封為夫人，元朔元年（前128年）立為皇后，徵和二年（前91年）在巫蠱之禍中自殺身亡。諡思後，葬桐柏亭。身駐漢宮凡49年，在皇后位38年，育有一男三女。

巫蠱之禍是漢武帝在位後期發生的一次重大政治事件，巫蠱為一種巫術。當時人認為使巫師祠祭或以桐木偶人埋於地下，詛咒所怨者，被詛咒者即有災難。（公元前91年），丞相公孫賀之子公孫敬聲被人告發為巫蠱咒武帝，與陽石公主通姦，公孫賀父子下獄死，諸邑公主與陽石公主、衛青之子長平侯衛伉皆坐誅。武帝寵臣江充奉命查巫蠱案，用酷刑和栽贓迫使人認罪，大臣百姓驚恐之下胡亂指認他人犯罪，數萬人因此而死。