九月，立赵敬肃王子偃为干王。匈奴侵入上谷、 五原， 杀掠当地吏民。
三年春正月， 驾临于雍， 至安定、 北地。匈奴侵入五原、 酒泉，杀死两都尉。三月，派贰师将军李广利领七万人兵出五原，御史大夫商丘成领二万人兵出西河，重合侯马通领四万骑兵出酒泉。商丘成兵到浚稽山与敌接战， 斩首甚多。马通兵至天山，匈奴退走，乘势征服了车师。商、 马二将都收兵回朝。李广利兵败，降于匈奴。
夏五月，大赦天下。六月，丞相刘屈牦因其妻作巫蛊被株连入狱腰斩，其妻斩首。秋，蝗灾。
九月，公孙勇、 胡倩谋反被查觉， 都处死。
四年春正月， 驾临至东莱， 并观沧海。
二月初三日，陨石落在雍地，其声闻四百里。
三月，皇上亲耕于钜完。归途中登泰山，修封。三月二十六日，在明堂举行祭祀。二十九日，祭石闾山。夏六月，回到甘泉。秋八月三十日，日偏食。
后元元年 (前 88 ) 春正月， 驾至甘泉，郊祭泰山之神，随后驾临安定。昌邑王？去世。
二月，下诏说： “朕郊祭时见上帝灵光，巡狩北边，见群鹤栖息，当时不是网罗捕杀之期， 就没进行弋猎。祭祀泰山祠时，灵光及神影并现。因此赦天下罪人。 ”
夏六月，御史大夫商丘成有罪自杀。侍中仆射莽何罗与弟重合侯马通谋反，侍中驸马都尉金日石 单、 奉车都尉霍光、 骑都尉上官桀合兵征讨。秋七月，地震，时见岩浆涌出。
二年春正月，各侯王在甘泉宫朝皇上，皇上赏赐宗室。
二月，驾临周至县五柞宫。二月十二日，立皇子弗陵为皇太子。十四日，武帝驾崩于五柞宫。入殡于未央前殿， 三月初二日，葬于茂陵。班固评论：汉朝始建于群雄逐鹿的动乱时期，汉高祖拨乱反正，文帝景帝把休养生息作为首务，对于稽古礼文的文治事业，还缺乏建树。汉武帝初期，毅然罢黜百家， 独崇儒术，兼谋众人，举荐贤才，给他们以立功建业之机。兴太学，修郊祀，改正朔，定历数， 协音律，作诗乐，建封禅，礼百神， 继承周朝之后，号令文章，焕然可述。后嗣得遵洪业，而有夏商周三代之风。以汉武帝这样的雄才大略，如不改文景的恭俭以置苍生于衤 壬席之上，就是《诗》、 《书》上所称道的帝王也是不能超过他的。