汉代雕塑艺术的新成就，突出地表现在大型石刻作品上。中国现存年代最早的1对大型石刻，是原存陕西省长安县常家庄的牵牛石像和斗门镇内的织女石像，两者东西相隔约3公里。据《汉书·武帝纪》记载，它们是汉武帝元狩三年(前120)在上林苑“发谪吏穿昆明池”时建立的，按左牵牛、右织女的格式，设置在昆明池东西两岸，故而又称汉昆明池石刻。牵牛石像高258厘米，右手置胸前，左手贴腹，作跽坐状；织女石像高228厘米，作笼袖姿态。这组石刻取材于牛郎织女神话故事，均用花岗岩雕成，石像形体高大，是中国早期园林装饰雕塑的代表。
另一组著名的西汉大型石刻，是陕西省兴平县道常村的汉骠骑将军霍去病墓石刻。霍去病17岁就初次出征，率领八百铁骑深入敌境数百里，把匈奴杀得四散逃窜。20岁时武帝封他为骠骑将军，带领万人大军，在河西走廊、祁连山一带纵横驰骋，打败敌军。他凯旋后武帝要为他建立府邸，他坚决推辞，留下千古豪言：“匈奴末灭，何以家为！”随后他又四次深入匈奴腹地，22岁时追击敌军直至今贝加尔湖畔，消灭了大量敌人，打通了通向西域的道路，建立不朽的功勋。然而天妒英才，汉武帝元狩六年，霍去病因病去世，年仅23岁，死后陪葬茂陵。对于霍去病的死，汉武帝非常伤心，他调来铁甲军，列成阵沿长安一直排到茂陵东的霍去病墓。他还下令将霍去病的坟墓修成祁连山的模样，彰显他力克匈奴的奇功。
石雕系元狩六年少府属官“左司空”署内的石匠所雕造。作者运用循石造型方法，将圆雕、浮雕、线刻等技法融于一体，使作品兼有写实与写意的风格。现存作品有立马、卧马、跃马、卧虎、卧象、石蛙、石鱼、石蟾、卧牛、野猪、野人、野人搏熊、母牛舔犊等14件，另有题铭刻石2块。原先皆散置于墓冢周围，现集中陈列在墓前东西两廊内。
石雕、竖石、坟冢、草木共同组成了一个艺术综合环境。这种独具匠心的设计，既有天然的背景，又有人工的雕凿，分散的作品和人化的自然烘托了主题，从而构成了一个完整的有机群体。霍去病墓前石雕的种类和布置方式，有别于前世与后世的陵墓石像。石雕充分利用山石的自然形态，依石拟形，稍加雕凿求之神似，种类繁多，形象古拙，手法简练，风格浑厚。
这些石雕从形式到内容构成了一个具有内在联系的整体，其中“马踏匈奴”为主题雕像，其余则围绕这一主题，与坟墓所象征的环境结合起来作全面性的烘托。
马踏匈奴
它以艺术的象征手法概括了霍去病一生抗击匈奴的丰功伟绩。造型为一匹马脚踏匈奴。石马高1.68米，长1.9米，一只前蹄把一个匈奴士兵踏倒在地，匈奴士兵手执弓箭仰面朝天，露出畏惧的神情。用意在于表现了大汉帝国的强盛，还有霍去病将军征战的功绩。作品通过寥寥数笔的雕刻生动地表现了战马的勇毅和匈奴的挣扎。
伏虎
作者利用一块波浪起伏不规则的石料，把凶猛桀骜的“虎性”表现得淋漓尽致。虎头、颈与胸连在一起，似为积蓄力量，一蹴而发。虎尾倒卷于背上，虎身斑纹不雕而现，异常生动。
跃马
马奔腾而起的气势在这件石刻作品上，表现得韵味十足。有动感，有力度，给人以壮美，刚健雄豪的振兴激情。跃马表现了闻惊而动，将要奔腾而尚未完全跃起的霎时间瞬息动作姿态。由静而动，如箭在弦上，发则风驰电掣，势不可挡的冲劲，这正是骏马雄烈气概的最佳艺术表现。这样的石马，出现在霍去病墓上更能使人联想到青年将领的果敢剽悍威猛。
石蛙
长285，宽215，高55厘米，同样是采用天然石料，运用线雕雕刻方式，在石块上的一角刻着青蛙的眼睛，长着小嘴。在石蛙的背上用线雕刻画几笔，更显惟妙惟肖。
石鱼
长110、宽44.5、高70厘米，都是在石材表面稍做雕凿，让雕刻真正成为一种画龙点睛的艺术，而其特殊性也就表现在似与不似之间，给人以无穷的回味。
野猪
长163，宽62厘米，这座石雕是雕刻着刻意选用棱面交接的条石，采用崭凿手法，塑造野猪的形象，说明了雕刻者熟悉野猪的习性和形象。
人抱熊
利用了起伏不平的人型类似“鹅卵”的石块，运用浅浮雕的工艺和石块的形状雕刻出人的上半身，用粗大的双手，正抱噬一只小熊，形象虽粗犷，但野人的神态面貌却被刻画的形神尽致，这也正是西汉时代粗犷遒劲风格的体现。
卧象
霍去病墓前石刻很显然已脱离了石刻艺术的初级阶段，其艺术构思、表现手法、雕刻技法已达到相当成熟的水平。石刻上有两处题铭，一为“左司马”，一为“平原乐陵宿伯牙霍巨孟”。从石刻可知，这批石雕出于官府工匠之手。而宿伯牙和霍巨孟两位山东人极有可能就是石雕工匠中的两位作者。
卧牛
在这个系列雕塑中，每件雕塑都由一整块石头雕成，可以想见当时的雕刻者，会先长期观察石块的造型，然后想象出到底像什么，然后用尽量少的雕刻，完成作品。这种创作方法展现了独特的华夏美学。
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