四月三十日，日偏食。秋，青蛙、 蟆互斗。遣伏波将军路博德兵出桂阳， 下湟水，楼船将军杨仆出豫章，下浈水，归义越侯严为弋船将军，出零陵，下淮水， 甲为下濑将军，下苍梧，都领罪人出征， 江淮以南以大战船载十万人。越驰义侯遗别将巴蜀罪人，征发夜郎兵，下？柯江，俱会于番禺。
九月，列侯因犯献奠祭宗庙的黄金色恶而数不足之罪被削爵为民者一百六十人，丞相赵周纠责不力被下狱死。乐通侯栾大犯造谣惑众欺君罔上之罪被腰斩。
西羌众十万人反，与匈奴通使交结，兵攻故安， 围困木 包四 千 县。匈奴亦侵入五原，杀死汉朝太守。
六年冬十月， 征发陇西、 天水、 安定骑兵及京都卫年、 河南、 河内士卒十万人，派将军李息、 郎中令徐自为征讨西羌，平定了。
东巡， 将临缑氏县， 驾到左邑县桐乡，闻报南越叛军已被打败而喜悦，就改此地为 “闻喜” 县。春，驾至汲县新中乡，得知越叛相吕嘉已被斩首，就改此地为“获嘉” 县。驰义侯遗兵尚未撤，皇上即令他移师征西南夷， 平定了越地。于是越地平定，划为南海、 苍梧、 玉林、 合浦、交趾、 九真、 日南、 珠奎、 儋耳九郡。西南夷平定后，划为武都、 ？柯、 越辒、 沈黎、文山五郡。
秋，东越王余善反，攻杀汉朝将吏。朝廷派横海将军韩说、 中尉王温舒兵出会稽、 楼船将军杨仆兵出豫章，共击东越王。又派浮沮将军公孙贺兵出九原、 匈河将军赵破奴兵出会居，都远征二千余里，不见匈奴兵马而回。于是分武、 酒泉部分地区设置敦煌、 张掖郡，迁徒内地人民充实其地。
元封元年(前 110 ) 冬十月， 皇上下诏说： “南越叛相、 东瓯叛王俱已伏罪，然而南蛮北夷还未心悦诚服，朕准备巡
边陲，挥兵振旅， 亲秉武节，设置十二部将军， 自为统帅。 ” 从云阳出发， 北经上郡、 西河、 五原，出长城，北登单于， 到朔方，临北河。率兵十八万骑，旌旗延绵千余里，威震匈奴。派使者告诉单于说：“南越反王头已悬于汉廷北阙了。单于如能接战，天子亲自领兵严阵等于边廷；单于如不能战，应迅来臣服，何必逃亡躲藏在漠北寒苦的地区呢 ！” 匈奴为之慑服。回师， 祭黄帝于桥山， 继而回到甘泉。
东越臣民杀死叛王余善来归顺于汉。武帝下诏说： “东越地势险阻而人多反复，可能贻将来之患，迁徙其民到江淮之区居住。 ” 于是将当地居民尽皆迁出。春正月，驾临缑氏县。下诏说： “朕祭祀西岳华山，又祭中岳嵩山，获得食虎猛兽马 交？，见到夏后启之母涂山氏所化之石。次晨亲登嵩峰， 御史及随从官属以及在庙旁吏卒都听到山鸣谷应三呼万岁’ 之声，山神对朕有礼朕岂能不答 ？现令祠官扩大太室祠的规模， 禁止采伐附近草木。以山下三百户作为嵩山的奉邑，名为崇高，只供给祠祀所需，免除其他赋役。 ” 继续巡行，东至于渤海。
夏四月初七日， 皇上从泰山之巅下来，设坛以崇封泰山，下至东北麓明堂。下诏说： “朕以渺小之身承至尊之位， 深惧德行菲薄，不明于礼乐，所以祭祀八方的天神地祗。幸遇天地的赐予，在嵩山见到奇异景象，倏忽间闻呼 ‘万岁’ 之声。受到这种异象的震动， 不敢中止自己的祭祀活动，于是登封五岳之首泰山，又祭梁父山，然后筑坛于肃然山。朕将从此励志自新， 与士大夫再作美好的开始。可以十月为元封之年。凡所行经之地，如博、 奉高、 蛇丘、 历城、 梁父等地，人民所欠的租赋， 一律豁免。赏赐年七十岁以上的孤寡老人布帛，每人二匹。四县不出今年的人丁税。赐天下民爵一级，女子每百户牛酒若干。 ”
皇上从泰山登程，再东巡海上，到达碣石县。从辽东经过北边九原，回到甘泉。
秋，有彗星出现于东井星区，又有彗星出现在三台星区。齐王闵去世。
二年冬十月， 皇上到雍地， 祠祀五帝。春驾临缑氏，随后到东莱。夏四月，归途中祭泰山。到瓠子堤， 视察黄河决口，命令从臣凡将军以下都背驮草袋树枝投入截流堵口工程， 作《瓠子之歌》。赦免所经过之地的罪犯，赏赐孤独老人粮米， 每人四石。回朝， 建造甘泉通天台、 长安飞廉馆。
朝鲜王攻杀辽东都尉， 于是招募天下犯有死罪的犯人出击朝鲜以立功赎罪。
六月，下诏说： “甘泉宫内产灵芝瑞草，九茎连叶。上天光彻天下， 普照幽隐，赐朕以洪福。现大赦天下，赏赐云阳都百户牛酒若干。 ” 作《芝房之歌》。
秋，在泰山之麓建造明堂。派遣楼船将军杨仆、 左将军荀彘率领应募罪人出击朝鲜，又派将军郭昌、 中郎将卫广领巴蜀兵平定西南夷中尚未臣服的部族，在此设立益州郡。三年春，作角抵之戏，三百里内都来观看。夏，朝鲜臣民斩其王右渠而降附于汉，汉廷以其地为乐浪、 临屯、 玄菟、 真番郡。
楼船将军杨仆犯有士卒损失逃亡甚多之罪罢官为庶民，左将军荀彘犯有恃功争赏之罪被斩首示众。秋七月，胶西王端去世。武都氐人反，分迁于酒泉郡。四年冬十月， 帝行幸至雍， 祭祀五帝。修通回中大道，帝由此道北出萧关，经过独鹿、 鸣泽， 从代回都， 驾幸河东。春三月，祭祀后土神。下诏说： “朕亲祭后土地祗，见神光集于灵坛，一夜间三次显现。朕在中都宫，殿上也有华光灿烂。为此特赦免汾阴、 夏阳、 中都死罪以下，赏赐以上三县及杨氏县今年都不缴纳租赋。 ”
夏，大旱，民多中暑而死。秋，认为匈奴势弱，可以乘势使其归顺，就派使前往导说。单于派使者来，病死于长安。匈奴入寇边塞， 汉廷派拔胡将军郭昌屯兵于朔方。五年冬，到南方巡狩，行到南郡盛唐县，望祀舜于九嶷山，登临天柱山，从浔阳登舟巡江，亲射蛟于江中，并获得蛟。船队千里不绝，从枞阳县出发，作《盛唐枞阳之歌》。随后北至琅笽，直到海滨。经过之处对当地名山大川都进行礼祠。春三月，归程经泰山，对泰山加封。三月二十一日，祠汉高祖于明堂，以配享于上帝。因时召见各侯王列侯， 受郡国所上簿计。夏四月，下诏说： “朕巡幸荆、 扬，祭祀江淮， 会合海神之气，共致于泰山。上天显示灵象，朕增修封禅之仪。现在赦天下，所经过之县，不出今年租赋， 赏赐鳏寡孤独以布帛， 赐贫苦人以粮食。 ”
于是驾幸甘泉，郊祭泰山神。大司马、 大将军卫青去世。开始设置刺史部十三州。名臣文武青黄不继，皇上下征贤诏说： “大凡要建立非常之功的，必须等待非常之人，所以好踢蹋的马有的可日行千里， 被世俗讥论的人有的可能建功立业。那些难驯之马与不羁之士，只要制御得当就可以让其有所作为。现在命令州郡考察吏民中有才华超群的可以为将相及出使异国的人选。 ”