后元三年，即公元141年，景帝驾崩。甲子，刘彻即登皇位，以窦氏为太皇太后，王氏为黄太后。从此，他就开始了自己的传奇人生。
刘彻在十六岁的时候就已经登上了皇位，不过他天资聪慧，慧悟洞彻，进退自如。他的记忆力极好，对知识有着极强的好奇心，尤其喜欢阅读关于古代皇帝和大人物的故事，让他过目不忘。（公元前150年）春天，刘荣被废为临江王；夏末，王氏继位，丁巳，刘彻。（公元141年），景帝死了。甲子，刘彻即登皇位！
自登基以来，到汉朝建国六十余年，天下太平，朝堂上的官员，皇帝在泰山、梁父山的册封大典上，改变一切体制。皇帝也信奉儒家的教义，所以才会以圣人为榜样，招纳贤士。赵绾、王臧等人，因其文采，为官，居上了官职。他们提议皇帝按照古代的制度，在城南设立宣明政教大殿，以供诸侯议事。他们制定的皇帝出巡、册封、改变历法、着装的方案还没有制定出来，窦太后还在宣扬黄帝老子的道统，对儒家不感兴趣，所以他们派人暗中调查赵绾等人的不法行为，并对赵绾、王臧、赵绾、王臧三人进行了调查。
直到窦太后死于建元六年（公元135)5月，汉武帝才有了实权。他进一步削弱了诸侯的力量，发布了一项由宰相之父发起的“推恩令”，用法律的力量，促使各王分封诸侯，让自己的封地缩小。同时，还设置了刺史，负责监督各地的事务。强化中央集权，把冶铁、烧盐、酿酒等民间业务纳入中央管理，严禁各诸侯国家铸造货币，实行集中财政。在思想上，董仲舒主张废除百家，唯我独尊，这为中国古代儒家教育奠定了良好的基础，并在长安建立了太学这一专门的儒家教育机构。汉、汉两代也没有缺乏法制。汉武帝在倡导儒家思想的同时，也运用律令、刑律等手段，以强化国家权力，彰显君权。所以，汉学家们认为，儒家思想是一种以儒家为主体、以法律为辅、以法治天下的制度，向民众宣讲儒家思想，以显示国家的怀柔之心，同时在国家内部也要用严厉的刑罚来约束官员。
从军事上讲，汉武帝首先平息了福建南部的叛乱。之后，他开始用武力取代了屈辱的“和亲”政策，以彻底地解除了北部的匈奴的威胁。卫青、霍去病三次对匈奴发动了三次进攻，征服了河套，占领了河西走廊，册封了狼居胥，把长城从北方推进到了北方。
在与匈奴的战争中，以和平与武力征服了西域各国。在失去了富饶的漠南之后，匈奴王庭远移到了漠北，从西汉前期开始，匈奴对中原造成了很大的威胁，为日后将西域纳入中国领土打下了坚实的基础。张骞出使西域，从此开始了丝绸之路。元封六年，令细君公主与乌孙联姻。
在政治上，他强化了中央集权，推行了“中朝”，这是为了让儒家取代那些皇帝，执掌大权，同时也是为了巩固自己的地位。他于元光和元丰五年两度发布了招贤纳士的诏书。“博开艺能之道，涉猎百家。”意思是说，只要愿意为汉朝而战，有才干的人，都可以被任命为将军，也可以派到遥远的地方去。在文化上，他接受了董仲舒的“废止百家、嘉六书”；刘彻能作诗赋，善于重用四面八方的文人，重视文化建设。
作为中国封建社会最卓越的君主，汉武帝开创了中国的繁荣昌盛，开创了中国封建社会的第一个发展高峰。
汉武帝是首位以“罪己诏”作检讨的帝王。汉武帝是当之无愧的，将自己的错误放在了舆论的风口浪尖上。到了这一步，历代的皇帝都会下“罪己诏”，向所有人道歉，以示自己的仁慈。
在封建专制制度下，用人的弊端主要有两个：一是任人唯亲，只选亲近的人；二是要按照“三十九个阶梯”来进行，一步一个脚印地向上爬，不能“乱”。但汉武帝从来不会因为一句话就废掉一个人，只要他有能力，哪怕他的父亲反对，他也会去找。二是他敢于破例，他的能力很强，他的仆人是魏青，所以被皇帝破例提拔。
不仅如此，汉武帝还摒弃了传统，接纳了异类，他敏锐地发现了东方朔，将原本威严的大殿，变成了一个温馨、欢乐的大厅，君臣们就像是一群玩伴；同时，他也不会因淫秽而失去自己的道义，对东方朔的箴言赞不绝口，对谁都是言听计从。《子虚赋》一出，他就被深深地吸引住了；见到司马相如，如获至宝，与其在文学上享有平等的地位。能识人，能容人，能用人。
汉武帝虽然立下了汗马功劳，但他的晚年却被战争和巫术所玷污，但他敢于正视自己的错误，重拾汉初的“休兵养民”、“轻徭薄赋”的政策，为后来的西汉王朝建立了一个良好的开端。
虽然他犯了错误，但是他一辈子的贡献，已经超过了他的过错。
李世民评价他：近代平一天下，拓定边方者，惟秦皇、汉武。
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