公元前156年7月7日，生于猗兰殿，名彘。
公元前154年冬10月，梁王刘武来朝，景帝说“千秋万岁后传于王”，且当时诸王欲反，景帝此举是为了安抚梁王刘武。
春正月，七国之乱爆发，3月平七国之乱。
公元前153年4月，刘彻被立为胶东王，刘荣成为皇太子。
公元前151年，汉武帝金屋藏娇。
公元前150年春正月，废太子荣为临江王。4月，王夫人被立为皇后，刘彻被立为皇太子，并正式改名为彻。
公元前148年3月，临江王刘荣因为侵占太庙自杀。9月，梁王暗杀袁盎等十余人。
公元前147年春正月，废皇后薄氏死。夏4月，免周亚夫的丞相之位，匈奴王子於单来降。
公元前145年5月封王皇后兄王信为益侯。
公元前144年冬10月，梁王刘武求入侍皇太后，没被允许，刘武又回到梁国。4月，梁王刘武病死，追谥为孝王。
公元前143年正月，周亚夫因小过错下狱，绝食呕血而死。
公元前141年正月，汉景帝崩，刘彻以太子即帝位。尊窦太后为太皇太后，王皇后为皇太后。2月，葬景帝于阳陵。3月，封王太后同母弟弟田蚡为武安侯，田胜为周阳侯。
公元前140年10月，以建元为年号，中国历史从此以年号纪元，中国帝王以年号纪元始于武帝。10月，诏举贤良方正直言极谏之士，策问古今治道。董仲舒呈上《天上三策》，准丞相卫绾奏罢治申、商、韩非、苏秦、张仪之言乱国政者，立学校之官。2月，行三铢钱。4月，颁《复高年子孙诏》。5月，开立乐府，征集各封国及民间乐曲。6月，丞相卫绾免。窦婴为丞相，田蚡为太尉，赵绾为御史大夫。7月，诏省轮值卫士万人，罢养马之苑，许百姓刍牧樵采。
公元前139年10月，窦太后贬抑儒臣，赵绾、王臧都下狱自杀。丞相窦婴、太尉田蚡被免官，石建被封为郎中令，石庆为内史。3月，以许昌为丞相，纳卫子夫为夫人，任卫青为太中大夫。4月，初置茂陵邑，徙郡国豪强于茂陵。
当年，田蚡与淮南王暗中勾结谈政变事。
公元前138年闽越攻东越，遣严助发会稽兵救之，东越举国内徙。起上林苑。张骞应募首次出使西域。建期门军，令卫青掌控。东瓯王归降。
公元前136年春，罢三铢钱，复行四铢半两钱。置《五经》博士。
公元前135年5月，窦氏太皇太后崩，合葬霸陵。6月，丞相许昌免，以田蚡为丞相。8月，闽越王骆郢兴兵击南越边邑。汉武帝派大臣率兵进攻，还没到，越人就杀了骆郢投降了。
本年，汲黯斥武帝“内多欲而外施仁义”。汉武帝允许匈奴人和亲。
公元前134年11月，汉武帝采纳董仲舒的建议，初令郡国举孝廉各一人，诏天下献书。遣将军李广、程不识兵屯北边。5月，诏举贤良、文学，汉武帝亲自审阅，董仲舒上《天人三策》。
公元前133年10月，立泰一祠，遣方士求仙炼丹。6月，令五将军屯兵三十万于马邑，谋划着进击匈奴，从此和匈奴断绝和亲关系。
公元前132年夏，发兵十万救黄河决口，没有成功。
当年，窦婴、田蚡展开辩论会，西汉开始党派之争。
公元前131年田窦之争，窦婴弃市。4月，韩安国被封为丞相。5月，韩安国因病免职，薛泽被封为丞相。9月张欧被封为御史大夫，主父偃盗书陷害董仲舒。
公元前130年3月，田蚡病死。遣中郎将司马相如谕抚西夷。使唐蒙通夜郎。发兵治固雁门。7月，废陈皇后，巫蛊祸始，法律日益严苛。
公元前129年冬，初算商车，租及六畜。春，开渭渠、龙首渠。派遣卫青、李广、公孙贺、公孙敖四将军分击匈奴，卫青直捣龙城。冬，始税商贾车船及缗钱。
公元前128年11月，诏议不举孝廉者罪。徐乐上书。春，卫子夫生据，立为皇后。秋，派遣卫青、李息北击匈奴。东夷秽君南闾举众降附，以其地置苍海郡。
公元前127年正月，颁《推恩令》，自此藩国开始分割，子孙为侯。收复河南地，置朔方、五原郡。夏，移民十万到朔方，徙郡国豪强及訾三百万以上于茂陵。关东大侠郭解被族诛，游侠之害渐弱。秋，废除燕国、齐国，族诛主父偃，免张欧御史大夫之位。
公元前126年军臣单于死，伊稚斜自立为单于。军臣单于太子於单降汉。罢苍海郡。张骞自大月氏返回，被封为太中大夫。初设内外朝，卫青主内朝，公孙弘主外朝。始通西南夷。罢西夷，独置南夷、夜郎两县，专力经营朔方城。
公元前124年封公孙弘为丞相，诏封平津侯，布衣为丞相封侯自公孙弘始。春，派卫青击匈奴右贤王，凯旋而归，拜为大将军。
公元前123年2月，卫青率六将军出定襄，击匈奴，斩首数千级而还。赵信兵败降匈奴，为单于献计。4月，卫青复统六将军出定襄击匈奴，斩俘万余人。霍去病封冠军侯。张骞封为博望侯。6月，诏民得买爵赎罪。置武功爵。
公元前122年治淮南、衡山二王谋反狱，列侯以下受牵连而死的有数万人。令张骞复通西南夷。立刘据为皇太子。以石庆为太子太傅，庄青翟为太子少傅。
公元前121年3月，丞相公孙弘死，李蔡为相。霍去病击匈奴，过焉支山千余里，杀匈奴两小王，执浑邪太子及相国、都尉，俘斩八千九百余人，并获休屠王祭天金人。夏，霍去病过居延泽，至祁连山，斩首三万二百级，俘匈奴小王七十余人，相国、都尉以众降者两千五百人。是年，匈奴浑邪王降汉，设五属国纳其部众。汉从此遂占有河间地，断匈奴西路，打通河西走廊。
公元前120年作昆明池，始设乐府。
公元前119年冬，造新币，管盐铁，算缗钱。夏，漠北大决战，卫青、霍去病各将骑五万、步兵数十万分道击匈奴；霍去病封狼居胥山。封卫青、霍去病为大司马。张骞两次出使西域。诛文成将军少翁。
公元前118年3月，丞相李蔡自杀。罢三铢钱，铸五铢钱。4月，庄青翟为相。司马相如死。
公元前117年冬，使杨可告缗。9月，霍去病死。其弟霍光为奉车都尉、光禄大夫。
公元前116年得鼎于汾水上，改元。夏5月，大赦天下。
公元前115年11月，御史大夫张汤畏罪自杀。12月，丞相庄青翟下狱自杀。2月，任命赵周为丞相。夏，以桑弘羊为大农丞，初置均输。封张骞为大行令。
公元前114年11月，命民告缗者以其半与之。张骞去世。
公元前113年4月，封方士栾大乐通侯。秋，遣终军使南越。是年，禁止郡国铸钱，专令上林三官造。
公元前112年秋，遣路博德、杨仆等出征南越。9月，酎金案，夺列侯爵百六人，丞相赵周下狱自杀。石庆被封为丞相。斩栾大。西羌反。
公元前111年10月，平西羌，设护羌校尉。春，平南越，置南海等九郡。祠泰一、后土。定西南夷。秋，东越王反，遣军征伐。是年，开六辅渠。李夫人死。
公元前110年10月，率十八万骑北巡，遣使谕告匈奴单于臣服。东越降，徙其民于江淮。4月，封禅泰山、大赦天下。以桑弘羊为治粟都尉领大农令。夏5月，置平准，不复告缗。
公元前109年10月，行幸雍，祠五峙。春，幸缑氏，遣方士千余求神采药。4月，祠泰山，临塞决河，黄河复故道。募兵击朝鲜。平南夷。
公元前108年12月，破车师。正月，俘楼兰王，控制丝绸之路。夏，东定朝鲜，设四郡。是年，与乌孙和亲。
公元前107年10月，行幸雍，祠五峙。3月，祠后土。夏，申流民法。
公元前106年冬，南巡狩，礼祠名山大川。4月，置刺史部十三州，以六条问事。是年，卫青病死，下《求贤诏》。
公元前105年3月，幸河东，祠后土。平定益州、昆明反叛。
公元前104年10月，登临泰山。2月，大作建章宫。5月，诏用《太初历》，以正月为岁首。色上黄，数用五，定宗庙百官之仪。8月，遣贰师将军李广利西征大宛。
公元前103年正月，丞相石庆卒，公孙贺为相。3月，行河东，祠后土。是岁，将军赵破奴率两万余骑深入匈奴境内，全军覆没。
公元前102年正月，巡海上，求神仙。夏，李广利二征大宛。
公元前101年春，西破大宛，获汗血马，威震西域。自敦煌筑亭至盐泽。4月，封李广利海西侯。
公元前100年因连年大旱，改元。正月，行幸甘泉，郊泰峙。3月，行幸河东，祠后土。苏武被扣留匈奴。秋，闭京城大搜刺客。
公元前99年5月，遣李广利击匈奴于天山。兴李陵狱。秋，禁止巫祠道中。作沉命法，增设绣衣直指。
公元前98年初榷酒酤。3月，修封泰山。祀明堂。
公元前97年正月，遣李广利发天下十科谪击匈奴。秋，令罪人入钱赎死。
公元前96年春，徙郡国豪杰于茂陵。立钩弋夫人。
公元前95年3月，改铸黄金币。是年，开白渠。以江充为绣衣使者。皇子刘弗陵出生。
公元前94年正月，甘泉宫大宴外国客人。2月，幸东海。
公元前93年3月，祀高祖于明堂。修封泰山。12月，行幸雍，祠五峙，西至安定、北地。
公元前92年11月，大搜上林苑、长安城。江充奉诏治丞相公孙贺子太仆敬声巫蛊狱。
公元前91年2月，族诛丞相公孙贺。刘屈氂为相。7月，江充掘蛊太子据宫。卫皇后与据斩江充，与丞相大战长安。据败走，卫皇后自杀。8月，太子刘据自杀。
公元前90年3月，李广利出击匈奴。夏，灭车师。6月，刘屈氂腰斩，李广利降匈奴。9月，车（田）千秋讼太子冤狱，族诛江充。
公元前89年3月，躬耕钜定，封泰山，祀明堂。诏罢劳民伤财及神仙事。6月，拜车（田）千秋为相，下《轮台诏》悔过。封车（田）千秋为富民侯，赵过为搜粟都尉。
公元前88年正月，行幸甘泉，郊泰峙。6月，平马何罗宫变。7月，削燕王刘旦三县，逼死钩弋夫人。
公元前87年正月，朝诸侯王于甘泉宫。2月，行幸五柞宫。立刘弗陵为太子。授霍光、金日磾、上官桀等遗诏托孤。丁卯日，崩于五柞宫，寿七十。3月甲申，武帝葬于茂陵。