元鼎五年己巳，公元前一一二年冬，十月，上祠五畤于雍，遂逾陇，西登崆峒。陇西守以行往卒，天子从官不得食，惶恐，自杀。于是上北出萧关，从数万骑猎新秦中，以勒边兵而归。新秦中或千里无亭缴，于是诛北地太守以下。上又幸甘泉，立泰一祠坛，所用祠具如雍一畤而有加焉。五帝坛环居其下四方地，为醊食群神从者及北斗云。十一月，辛巳朔，冬至，昧爽，天子始郊拜泰一，朝朝日，夕夕月则揖。其祠，列火满坛，坛旁亨炊具。有司云：“祠上有光。”又云：“昼有黄气上属天。”太史令谈、祠官宽舒等请三岁天子一郊见，诏从之。
南越王、王太后饬治行装，重赍为入朝具。其相吕嘉，年长矣，相三王，宗旅仕宦为长吏者七十馀人，男尽尚王女，女尽嫁王子弟、宗室，及苍梧秦王有连，其居国中甚重，得众心愈于王。王之上书，数谏止王，王弗听；有畔心，数称病，不见汉使者。使者皆注意嘉，势未能诛。王、王太后亦恐嘉等先事发，欲介汉使者权，谋诛嘉等，乃置酒请使者，大臣皆侍坐饮。嘉弟为将，将卒居宫外。酒行，太后谓嘉曰：“南越内属，国之利也；而相君苦不便者，何也？”以激怒使者，使者狐疑相杖，遂莫敢发。嘉见耳目非是，即起而出。太后怒，欲鐆嘉以矛，王止太后。嘉遂出，介其弟兵就舍，称病，不肯见王及使者，阴与大臣谋作乱。王素无意诛嘉，嘉知之，以故数月不发。
天子闻嘉不听命，王、王太后孤弱不能制，使者怯无决；又以为王、王太后已附汉，独吕嘉为乱，不足以兴兵，欲使庄参以二千人往使。参曰：“以好往，数人足矣；以武往，二千人无足以为也。”辞不可，天子罢参。郏壮士故济北相韩千秋奋曰：“以区区之越，又有王、王太后应，独相吕嘉为害，愿得勇士三百人，必斩嘉以报。”于是天子遣千秋与王太后弟樛乐将二千人往，入越境。吕嘉等乃遂反，下令国中曰：“王年少。太后，中国人也，又与使者乱，专欲内属，尽持先王宝器入献天子以自媚；多从人行，至长安，虏卖以为僮仆；取自脱一时之利，无顾赵氏社稷、为万世虑计之意。”乃与其弟将卒攻杀王、王太后及汉使者，遣人告苍梧秦王及其诸郡县，立明王长男越妻子术阳侯建德为王。而韩千秋兵入，破数小邑。其后越开直道给食，未至番禺四十里，越以兵击千秋等，遂灭之；使人函封汉使者节置塞上，好为谩辞谢罪，发兵守要害处。
春，三月，壬午，天子闻南越反，曰：“韩千秋虽无功，亦军锋之冠，封其子延年为成安侯；樛乐姊为王太后，首愿属汉，封其子广德为龙亢侯。”
夏，四月，赦天下。
丁丑晦，日有食之。
秋，遣伏波将军路博德出桂阳，下湟水；楼船将军杨仆出豫章，下浈水；归义越侯严为戈船将军，出零陵，下离水；甲为下濑将军，下苍梧；皆将罪人，江、淮以财楼船十万人。越驰义侯遗别将巴、蜀罪人，发夜郎兵，下牂柯江，咸会番禺。
齐相卜式上书，请父子与齐习船者往死南越。天子下诏褒美式，赐爵关内侯，金六十斤，田十顷，布告天下；天下莫应。是时列侯以百数，皆莫求从军击越。会九月尝酎，祭宗庙，列侯以令献金助祭。少府省金，金有轻及色恶者，上皆令劾以不敬，夺爵者百六人。辛巳，丞相赵周坐知列侯酎金轻，下狱，自杀。
丙申，以御史大夫石庆为丞相，封牧丘侯。时国家多事，桑弘羊等致利，王温舒之属峻法，而儿宽等推文学，皆为九卿，更进用事。事不关决于丞相，丞相庆醇谨而已。
五利将军装治行，东入海求其师。既而不敢入海，之太山祠。上使人随验，实无所见。五利妄言见其师，其方尽多不售，坐诬罔，腰斩；乐成侯亦弃市。
西羌众十万人反，与匈奴通使，攻故安，围枹罕。匈奴入五原，杀太守。
元鼎六年庚午，公元前一一一年冬，发卒十万人，遣将军李息、郎中令徐自为征西羌，平之。
楼船将军杨仆入越地，先陷寻峡，破石门，挫越锋，以数万人待伏波将军路博德至俱进，楼船居前，至番禺。南越王建德、相吕嘉城守。楼船居东南面，伏波居西北面。会暮，楼船攻败越人，纵火烧城。伏波为营，遣使者招降者，赐印绶，复纵令相招。楼船力攻烧敌，驱而入伏波营中。黎旦，城中皆降。建德、嘉已夜亡入海，伏波遣人追之。校尉司马苏弘得建德，越郎都稽得嘉。戈船、下濑将军兵及驰义侯所发夜郎兵未下，南越已平矣。遂以其地为南海、苍梧、郁林、合浦、交趾、九真、日南、珠厓、儋耳九郡。师还，上益封伏波；封楼船为将梁侯，苏弘为海常侯，都稽为临蔡侯，及越降将苍梧王赵光等四人皆为侯。
公孙卿候神河南，言见仙人迹缑氏城上。春，天子亲幸缑氏城视迹，问卿：“得毋效文成、五利乎？”卿曰：“仙者非有求人主，人主者求之。其道非宽假，神不来。言神事如迂诞，积以岁月，乃可致也。”上信之。于是郡、国各除道，缮治宫观、名山、神祠以望幸焉。
赛南越，祠泰一、后土，始用乐舞。
驰义侯发南夷兵，欲以击南越。且兰君恐远行旁国虏其老弱，乃与其众反，杀使者及犍为太守。汉乃发巴、蜀罪人当击南越者八校尉，遣中郎将郭昌、卫广将而击之，诛且兰及邛君、莋侯，遂平南夷为牂柯郡。夜郎侯始倚南越，南越已灭，夜郎遂入朝，上以为朗王。冉駹皆振恐，清臣置吏，乃以邛都为越巂郡，莋都为沈黎郡，冉駹为汶山郡，广汉西白马为武都郡。
初，东越王馀善上书，请以卒八千人从楼船击吕嘉；兵至揭扬，以海风波为解，不行，持两端，阴使南越。及汉破番禺，不至。杨仆上书愿便引兵击东越；上以士卒劳倦，不许，令诸校屯豫章、梅岭以待命。馀善闻楼船请诛之，汉兵临境，乃遂反，发兵距汉道，号将军驺力等为吞汉将军，入白沙、武林、梅岭，杀汉三校尉。是时，汉使大农张成、故山州侯齿将屯，弗敢击，却就便处，皆坐畏懦诛。馀善自称武帝。
上欲复使杨仆将，为其伐前劳，以书敕责之曰：“将军之功独有先破石门、寻峡，非有斩将搴旗之实也，乌足以骄人哉！前破番禺，捕降者以为虏，掘死人以为获，是一过也；使建德、吕嘉得以东越为援，是二过也；士卒暴露连岁，将军不念其勤劳，而请乘传行塞，因用归家，怀银、黄，垂三组，夸乡里，是三过也；失期内顾，以道恶为解，是四过也；问君蜀刀价而阳不知，挟伪干君，是五过也。受诏不至兰池，明日又不对。假令将军之吏，问之不对，令之不从，其罪何如？推此心在外，江海之间可得信乎？今东越深入，将军能率众以掩过不？”仆惶恐对曰：“愿尽死赎罪！”上乃遣横海将军韩说出句章，浮海从东方往；楼船将军杨仆出武林，中尉王温舒出梅岭，以越侯为戈船、下濑将军，出若邪、白沙，以击东越。
博望侯既以通西域尊贵，其吏士争上书言外国奇怪利害求使。天子为其绝远，非人所乐旆，听其言，予节，募吏民，毋问所从来，为具备人众遣之，以广其道。来还，不能毋侵盗币物及使失指，天子为其习之，辄覆按致重罪，以激怒令赎，复求使，使端无穷，而轻犯法。其吏卒亦辄复盛推外国所有，言大者予节，言小者为副，故妄言无行之徒皆争效之。其使皆贫人子，私县官赍物，欲贱市以私其利。外国亦厌汉使，人人有言轻重，度汉兵远不能至，而禁其食物以苦汉使。汉使乏绝，积怨至相攻击。而楼兰、车师，小国当空道，攻汉使王恢等尤甚，而匈奴奇兵又时遮击之。使者争言西域皆有城邑，兵弱易击。于是天子遣浮沮将军公孙贺将万五千骑，出九原二千馀里，至浮沮井而还；匈河将军赵破奴将万馀骑出令居数千里，至匈河水而还；以斥逐匈奴，不使遮汉使，皆不见匈奴一人。乃分武威、酒泉地置张掖、敦煌郡，徙民以实之。
是岁，齐相卜式为御史大夫。式既在位，乃言：“郡、国多不便县官作盐铁器，苦恶价贵，或强令民买之；而船有算，商者少，物贵。”上由是不悦卜式。
初，司马相如病且死，有遗书，颂功德，言符瑞，劝上封泰山。上感其言，会得宝鼎，上乃与公卿诸生议封禅。封禅用希旷绝，莫知其仪，而诸方士又言：“封禅者合不死之名也，黄帝以上，封禅皆致怪物，与神通，秦皇帝不得上封。陛下必欲上，稍上即无风雨，遂上封矣。”上于是乃令诸儒采《尚书》、《周官》、《王制》之文，草封禅仪，数年不成。上以问左内史皃宽，宽曰：“封泰山，禅梁父，昭姓考瑞，帝王之盛节也；然享荐之义，不著于经。臣以为封禅告成，合祛于天地神衹，唯圣主所由，制定其当，非群臣之所能列。今将举大事，优游数年，使群臣得人人自尽，终莫能成。唯天子建中和之极，兼总条贯，金声而玉振之，以顺成天庆，垂万世之基。”上乃自制仪，颇采儒术以文之。上为封禅祠器，以示群儒，或曰“不与古同”，于是尽罢诸儒不用。上又以古者先振兵释旅，然后封禅。
元封元年辛未，公元前一一零年冬，十月，下诏曰：“南越、东瓯，咸伏其辜；西蛮、北夷，颇未辑睦；朕将巡边垂，躬秉武节，置十二部将军，亲帅师焉。”乃行，自云阳北历上郡、西河、五原，出长城，北登单于台，至朔方，临北河，勒兵十八万骑，旌旗径千馀里，以见武节，威匈奴。遣使者郭吉告单于曰：“南越王头已县于汉北阙。今单于能战，天子自将待边；不能，即南面而臣于汉，何徒远走亡匿于幕北寒苦无水草之地！毋为也。”语卒而单于大怒，立斩主客见者，而留郭吉，迁之北海上。然匈奴亦詟，终不敢出。上乃还，祭黄帝冢桥山，释兵须如。上曰：“吾闻黄帝不死，今有冢，何也？”公孙卿曰：“黄帝已仙上天，群臣思慕，葬其衣冠。”上叹曰：“吾后升天，群臣亦当葬吾衣冠于东陵乎？”乃还甘泉，类祠太一。
上以卜式不习文章，贬秩为太子太傅，以皃宽代为御史大夫。
汉兵入东越境，东越素发兵距险，使徇北将军守武林。楼船将军卒钱塘辕终古斩徇北将军。故越衍侯吴阳以其邑七百人反攻越军于汉阳。越建成侯敖与繇王居股杀馀善，以其众降。上封终古为御皃侯，阳为卯石侯，居股为东成侯，敖为开陵侯；又封横海将军说为按道侯，横海校尉福为缭嫈侯，东越降将多军为无锡侯。上以闽地险阻，数反覆，终为后世患，乃诏诸将悉徙其民于江、淮之间，遂虚其地。
春，正月，上行幸缑氏，礼祭中岳太室，从官在山下闻若有言“万岁”者三。诏祠官加增太室祠，禁无伐其草木，以山下户三百为之奉邑。
上遂东巡海上，行礼祠八神。齐人之上疏言神怪、奇方者以万数，乃益发船，令言海中神山者数千人求蓬莱神人。公孙卿持节常先行，候名山，至东莱，言：“夜见大人，长数丈，就之则不见，其迹甚大，类禽兽云。”群臣有言：“见一老父牵狗，言‘吾欲见巨公’，已忽不见。”上既见大迹，未信，及群臣又言老父，则大以为仙人也，宿留海上；与方士传车及间使求神仙，人以千数。
夏，四月，还，至奉高，礼祠地主于梁父。乙卯，令侍中儒者皮弁、搢绅，射牛行事，封泰山下东方，如郊祠泰一之礼。封广丈二尺，高九尺，其下则有玉牒书，书秘。礼毕，天子独与侍中、奉车都尉霍子侯上泰山，亦有封，其事皆禁。明日，下阴道。丙辰，禅泰山下阯东北肃然山，如祭后土礼，天子皆亲拜见，衣上黄，而尽用乐焉。江、淮间茅三脊为神藉，五色土益杂封。其封禅祠，夜若有光，昼有白云出封中。天子从禅还，坐明堂，群臣更上寿颂功德。诏曰：“朕以眇身承至尊，兢兢焉惟德菲薄，不明于礼乐，故用事八神，遭天地况施，著见景象，屑然如有闻，震于怪物，欲止不敢，遂登封泰山，至于梁父，然后升坛肃然自新，嘉与士大夫更始，其以十月为元封元年。行所巡至，博、奉高、蛇丘、历城、梁父，民田租逋赋，皆贷除之，无出今年算。赐天下民爵一级。”又以五载一巡狩，用事泰山，令诸侯各治邸泰山下。
天子既已封泰山，无风雨，而方士更言蓬莱诸神若将可得，于是上欣然庶几遇之，复东至海上望焉。上欲自浮海求蓬莱，群臣谏，莫能止。东方朔曰：“夫仙者，得之自然，不必躁求。若其有道，不忧不得；若其无道，虽至蓬莱见仙人，亦无益也。臣愿陛下第还宫静处以须之，仙人将自至。”上乃止。会奉车霍子侯暴病，一日死。子侯，去病子也，上甚悼之；乃遂去，并海上，北至碣石，巡自辽西，历北边，至九原。五月，乃至甘泉。凡周行万八千里云。
先是，桑弘羊为治粟都尉，领大农，尽管天下盐铁。弘羊作平准之法，令远方各以其物如异时商贾所转贩者为赋而相灌输。置平准于京师，都受天下委输。大农诸官，尽笼天下之货物，贵即卖之，贱则买之，欲使富商大贾无所牟大利，而万物不得腾踊。至是，天子巡狩郡县，所过赏赐，用帛百馀万匹，钱金以巨万计，皆取足大农。弘羊又请令吏得入粟补官及罪人赎罪。山东漕粟益岁六百万石，一岁之中，太仓、甘泉仓满，边馀谷，诸物均输，帛五百万匹，民不益赋而天下用饶。于是弘羊赐爵左庶长，黄金再百斤焉。
是时小旱，上令官求雨。卜式言曰：“县官当食租衣税而已，今弘羊令吏坐市列肆，贩物求利。烹弘羊，天乃雨。”
秋，有星孛于东井，后十馀日，有星孛于三台。望气王朔言：“候独见填星出如瓜，食顷，复入。”有司皆曰：“陛下建汉家封禅，天其报德星云。”
齐怀王闳薨，无子，国除。