更为难得的是，武帝晚年能反思自己一生得失，公开检讨自己的过错。征和四年（前89）武帝东巡至海，眼望波涛滚滚，无边无涯，终于放弃了与海中神仙相会的念头。回程时，在钜定（今山东广饶县北）看到田里农耕正忙，便操起农具，亲自到田里参加劳动。在泰山祭祀时，对天神和大臣检讨自己一生好大喜功，“使天下愁苦”。并发誓，“自今，事有伤百姓，縻费天下者，悉罢之！”。回到长安，遣退了所有的方士。当桑弘羊上疏，请求在轮台（今新疆轮台）筑亭帐、驻军屯田时。汉武帝下了一个着名的“罪己诏”，向天下宣示，自己不忍再“扰劳天下”，而要“禁苛暴，止擅赋，力本农”与民休息。所以他任命田千秋为丞相，封其为“富民侯”，意思是让他“思富养民”。又任命农学家赵过为“搜粟都尉”，让他在全国范围内推广先进的“代田法”和先进的农具。
武帝一生，南征北讨，耗费无数财力，建立巨大功业。晚年却能检讨自己，向天下表示忏悔，及时改弦易辄，在中国古代帝王中是少见的。正由于武帝晚年政策的调整，西汉社会又趋于安定，为以后的“昭宣中兴”奠定了基础，西汉盛世又沿续了一段相当长的时间。司马光评论说“其所以有亡秦之失而无亡秦之祸”是由于他“晚而改过”。汉武帝上承“文景之治”，下启“昭宣中兴”，不愧为一代雄才。
王莽篡汉
王莽，字巨君，汉元帝皇后王政君的侄子。王政君的父亲和兄弟在汉元帝、成帝之际皆被封侯，居位辅政，家里被封侯者九人，居大司马位子者五人。唯王莽的父亲王曼早死，未得封侯。王莽的群辈兄弟皆五侯之子，乘时奢侈华靡，以舆马声色佚游相高。只有王莽孤贫无依，遂折节为恭俭，读书博学，被服如儒生，奉养母亲及寡嫂、又养活哥哥的儿子，十分勤备，又外表英俊，内事诸位叔父，恭敬有礼。阳朔年（前24一21）间，大将军王凤病重，王莽去侍候王凤，亲尝医药，蓬头垢面，连月不解衣带，使王凤大为感动。临死时，王凤便将王莽托付给太后和汉成帝，王莽被拜为黄门郎，迁射声校尉。其后，成都侯王商、长乐少府戴崇，中郎陈汤等当世名士都交相称赞王莽，汉成帝认为王莽确有才干，便于汉永始元年（前16），封王莽为新都侯，又迁骑都尉光禄大夫侍中。王莽宿卫谨赦，节操愈谦。又散家财振施宾客，家无余财。收赡名士，交结了许多将相卿大夫。所以，在位之人竞相推荐王莽，游说者为之谈说，王莽声名由此大起，超过了几个叔父。王莽又敢于做些常人不敢做的事情以博取声誉，并且一点儿不感到难堪，似出于天性一般。当时，太后姐姐的儿子淳于长以才能为九卿，位置比王莽高，王莽暗中寻求其罪过，通过大司马王根上告，淳于长被杀，王莽却获忠直之名。王根退休时，便推荐王莽代替自己。汉成帝便擢王莽为大司马。这一年是汉绥和元年（前8），王莽时年38岁。王莽继几位叔父辅政之后，想让自己的名誉超过前人，便克己不倦，招聘贤良之士以为掾史，赏赐和封邑中的收入全用于宴享士人，自己更加俭约。王莽的母亲生病，公卿列侯遣夫人问疾，王莽的妻子来往迎接，衣不曳地，布才蔽膝，见到的人都以为是王莽家中的童仆。仔细一问，方知是王莽夫人，都大吃一惊。
王莽辅政一年多后，汉成帝死，汉哀帝即位，夺去了王莽手中大权。太后诏王莽就第归家以避汉哀帝的外家亲戚。王莽失权后，杜门自守。王莽的中子王获杀了一个奴婢，这在当时算不了什么，而王莽却逼令王获自杀谢罪，由此更获得巨大声誉。在野三年，官吏上书讼王莽之冤者以百数。汉元寿元年（前2），发生日食，贤良周获、宋崇等对策，极力歌颂王莽的功德。于是，汉哀帝下令重新召回王莽。一年多后，汉哀帝死，没有儿子。太皇太后王政君即日至未央宫，收取皇帝玺绶，派使者驰召王莽。又诏尚书，朝中发兵符节、百官奏事，中黄门、期门兵等皆属王莽指挥调动。王莽一面逼董贤自杀；一面派人迎年仅九岁的汉平帝即位，太皇太后临朝称制，而国家政事令部委于王莽，为大司马，录尚书事。
王莽以大司徒孔光当世名儒，连相成、哀、平三朝，太后之所信敬，天下信之，便极力尊事孔光，荐孔光家人为官。那些平素不为王莽所喜欢的人，王莽都找借口加以治罪。红阳侯王立是太皇太后的亲弟弟，王莽的叔父。王莽怕王立在太后面前讲自己所为，令自己不得肆志，便令孔光上告王立的罪恶，遣王立出朝就封邑。太后不听，王莽便说：“如今汉家衰败，连着几代都无后嗣，太后独代幼主统政，诚可畏惧。用力以公正行于天下，当恐不从，何况以私恩逆大臣之议，群下倾邪，乱从此起。”太后不得已，乃遣出王立。王莽由此在朝中独专朝政。顺附者拔擢，忤恨者诛灭，以王舜、王邑为腹心，甄丰、甄邯主击断，平晏领枢机之事，刘秀（即刘歆）典文亲，孙建为爪牙。丰子寻、秀子棻、涿郡崔发、南阳陈崇等人皆以才能受到王莽重用。王莽外示凛厉之色，假为方直之言。欲有所为，微微透露点口风，党羽们便顺其旨意而显奏之；王莽稽首涕泣，极力推让，上以迷惑太后，下以示信于百姓。大司空彭宣以王莽专权，上书求退。王莽恨彭宣不支持自己，故意不按惯例赐给黄金和安车、驷马。
朝中大权在握后，王莽开始延誉天下。汉元始末年（1），王莽风使益州（今四川），令塞外蛮夷自称越裳氏重译而献白雉，墨雉，王莽让太后下诏，以白雉荐宗庙（即用于祭祀）。于是，群臣盛陈王莽功德，以为他“致周成王白雉之瑞；周公及身在而托号于周，王莽应赐号曰安汉公。”王莽装模作样，极力推辞，又非要太后加赐孔光、王舜等人而后起，太后同意。为寻求更多的支持，王莽又建言褒赏宗室群臣，封宣帝之孙36人皆为列侯；太仆王恽等26人皆赐爵关内侯，又令诸侯王公、刘侯、关内侯无子而有孙者，皆得以为嗣。天下官吏两千石以上年老退休者，皆得原来三分之一的俸禄。还有平民百姓、鳏寡孤独，王莽都照顾到，无所不施。王莽知太后年老厌事，便以太后年高，不宜省事为由，让太后下诏将国家一委之于己，又恐汉平帝的外家夺自己的权，便命其家人留在地方郡国，永远不得到京师来。南海之中有一国叫黄支国，离长安有三万里。王莽为炫耀威德，派人贿赂黄支国王，让黄支国王遣使贡献犀牛。汉元始二年（2），山东郡国发生大旱灾，人民到处流亡。王莽上书，愿出钱百万，献田30顷，付大司农以助贫民。朝中公卿跟着仿效。王莽又在长安城中修起大片房子供流民居住。为巩固自己的权力，王莽又使诡计立自己的小女儿为汉平帝皇后，又出钱数千万贿赂王太后的左右侍从。这些人便在太后面前日夜称颂王莽。王莽又知太后是个妇人，讨厌久居深宫，便让太后四时驾车出城巡游四郊，存荐孤、寡、贞妇，所至属县，辄加恩赐，赐民钱帛，牛、酒，岁以为常。汉元始四年（4），群臣上奏，请加王莽九锡之礼，位在诸侯之上。匈奴派使者入朝称颂王莽威德。王莽又派中郎将平宪等人多带钱财，引诱塞外羌人，让他们献地愿内属，吹牛说：“羌人首领良愿等愿内属，说：‘太皇太后圣明，安汉公至仁，天下太平，五谷成熟，或禾长丈余，或一粟三米，或不种自生，或茧蚕自成；甘露从天下，醴泉自地出；凤凰来仪，神爵降集。羌人无所疾苦，故乐意内属。’”
王莽的所作所为，在当时博得了巨大的声誉。汉元始五年（5），吏民仅因为王莽不接受新野（今河南新野）的封田而上书者前后共达四十八万七千五百多人。诸侯王公、列侯、宗室都认为应赶快给王莽加封赏。王莽派王恽等八人至天下郡国，使行风俗。四年后，称天下风俗齐同，又伪造了许多歌颂王莽的郡国歌谣。又称当时市无二价，官无狱讼，邑无盗贼，野无饥民，路不拾遗，夜不闭户，男女按礼分路而行，牛皮吹上了天。元始五年，汉平帝已有十四岁，非常精明懂事，对王莽将自己的外祖母家压制在郡国不许到京师感到不悦。王莽怕平帝长大后驱逐自己，便在酒中下了毒，毒死了汉平帝。汉平帝死后，王莽为掌权，在宗室中选了一个年仅二岁的孩子为皇太子，号为孺子。王莽自己则堂而皇之地称起了“假皇帝”，改年号为居摄。
居摄二年（7），东郡太守翟义见王莽即将篡夺汉室江山，便在东郡起兵反莽，另立宗室东平王刘信为天子，率军向西进攻。及至山阳（今山东金乡）军队发展到十几万人。王莽闻之，大为恐惧，派其死党孙建、王邑等人为将军，率军前往镇压，击败翟义军，杀死翟义。于是，王莽威德日盛，便开始谋划当真皇帝。此意一出，王莽的党羽们闻风而动，到处贡献各种祥瑞之事。梓潼（今四川梓潼）人哀章在长安读书，素无行，好为大言，见王莽有篡位之心，便做了两个铜柜，里面装上两个书简，一曰“天帝行玺金匮图”，一曰“赤帝玺某传予帝金策书”，书中声称王莽应为真天子，而哀章自己和其余王莽大臣等十几人受天帝之命辅佐王莽。弄好后，在一天夜里穿上黄衣，将铜柜送到高陵（刘邦陵园，在今陕西高陵境）。王莽明知是假，但正好用来表明“天意”，便装模作样地到高陵拜受铜柜，并声称，既然是天意，自己只好勉为其难，当真天子。并随即下令改国号为“新”，改正朔，易服色，以承天命。
王莽即将当真皇帝，先派人将各种所谓祥瑞拿给王太后看，王太后大吃一惊，这才醒悟过来，但为时已晚。当时孺子尚未即位，皇帝御玺藏在长乐宫中。等王莽即位，派人向王太后要皇帝玺，太后不给。王莽又派安阳侯王舜去要。王太后平素很喜欢王舜，见王舜来，知道是为了要皇帝玺，便怒骂说：“你们父子宗族，蒙汉家之力，累世富贵，既无以报恩，受人孤寄，反而乘机谋取其天下，不复顾恩义。人如此者，猪狗不食其余。天下居然有你们这样的人。且若自以金柜为新皇帝，变正朔，易服色，也当自己另外制作皇帝玺，以传之万世，还要这亡国不祥之玺干什么？我是汉家老寡妇，快要死了，想和这御玺一同入土，不给你们。”一边说，一边哭。王舜也悲不能止，说：“臣等已无话可说。然王莽必欲得传国之玺，太后最终能够不给吗？”王太后知道事情已难以挽回，又怕王莽威胁，自己一个妇人抵抗不了，便捧出御玺，摔在地上，说“我快要死了，还要知道你们兄弟被诛灭！”
王莽得到御玺后，大为高兴，即日在宫中宴请群臣，以示庆贺，始建国元年（9）春，王莽正式即皇帝之位，去汉号，改国号为“新”。汉朝的江山就这样被王莽篡夺。
绿林赤眉起义
绿林军和赤眉军，是西汉末年推翻王莽政权的农民起义军中，起决定性作用的两支部队。西汉末年，土地兼并，贫富两极分化的社会问题日益加剧。王莽篡权以后，不仅又增加了统治集团内部的矛盾，而且还搞了许多不合宜的改制，使原有的社会危机更加严重了。终于导致了全国性的反抗斗争。
率先举起反抗大旗的是并州（今山西、内蒙古一带）人民。天凤二年（15），五原郡（今内蒙古包头西）、代郡（今河北蔚县）人民相继造反，聚民数千转战于当地；天凤四年，临准（今江西泗洪）人瓜田仪举事，在会稽（今江苏苏州）一带活动；同年，海曲（今山东日照）妇女吕母，为给被县宰冤杀的儿子报仇在海上起事，自称“将军”，破海曲杀县宰，队伍从几百人一直发展到数千成万人。
绿林军起义发生在新天凤四年（17），起义者首领王匡、王凤本是新市（今湖北京山）的饥民，因为他们经常为大家排解争议，得到了处事公平的称誉，所以渐渐地成了饥民的领袖。他们集合了数百人，又收留了外地流亡来的马武、王常、成丹等人，便以绿林山（今湖北大洪山）为基地，数月而得七八千众，攻打乡镇，举起了绿林军的起义大旗。地皇二年（21）荆州牧调拨两万大军进攻绿林山，王匡率义军迎击，大破官军于云社（今湖北沔阳西北）杀敌数千人，缴获全部辎重。荆州牧向北逃窜，又遇到马武的截击，骖乘被杀。义军乘势攻入竟陵，（今湖北天门县）转而进击云杜、安陆等地，获得了重大战果。新地皇三年（22），绿林军因疾疫损失近半，于是分兵两路下山活动。王常、成丹、张卬等西下南郡，（今湖北江陵）称下江兵；王匡、王凤、马武、朱鲔等北上南阳，称新市兵。下江兵先是受到了由严尤和陈茂率领的莽军的挫伤，成丹等人收集残部转入蒌溪一带，不久又重新振兴起来。新市兵北攻随县，各方纷纷响应，平林人陈牧、廖湛聚众数千，称平林兵，南阳汉宗室刘演、刘秀集七八千人，称舂陵兵。新市、平林、舂陵三军会合后，进击长聚，破唐子乡，杀湖阳尉节节胜利。十一月，联军欲攻宛，刘演率舂陵兵与莽军甄阜、梁丘赐部在安聚遭遇，大受挫折，退保棘阳。甄阜、梁丘赐留辎重于蓝，引精兵十万追踪而至，自断后桥，追求一战而灭义军。此时下江兵在上唐刚刚大败荆州牧，引兵到达宜秋，为击败甄阜的莽军，王常深明大义立刻加入联军，四军联合锐气大增，休兵三日之后，猛攻莽军。除夕之夜联军潜入蓝，尽获莽军辎重。黎明舂陵兵自西南攻甄阜军，下江兵猛扑梁丘赐军；莽军经不住下江兵的冲击大败，义军乘胜追击，莽军因断后桥纷纷落水，死两万多人、甄阜、梁丘赐被斩。义军进而“焚积聚，破釜甑，鼓行而前”，败严尤、陈茂于淯阳，一战杀敌三千余众，并将宛城团团包围。新地皇四年，绿林军发生内部分歧。新市、平林二军欲立刘玄（平林兵首领之一）为帝，舂陵军欲立刘演为帝，刘演和刘玄本是同宗，但刘演举兵起义较晚，是以舂陵军为实力的“南阳豪杰”（地主分子）的代表，而刘玄参加起义较早，又没有军事实力，是起义农民军将领的理想人选。经过反复推举，在农民军将领的坚持下，刘玄终于于该年二月称帝，改年号为更始，重新挑起了汉旗，至此绿林军改称为汉军。其后，此军又经历了决定乾坤的昆阳大战和攻打长安推翻王莽政权的战斗，最终却因为内部分裂和刘秀地主势力的破坏而被另一支农民起义军，赤眉军所攻灭。