漢武帝為獨尊儒術，在全國範圍內推行儒學教育體製，用儒家思想來培養封建地主階級的接班人。公元前124年，漢武帝接受董仲舒的建議，興辦太學。大學是我國第一所國立大學，“養天下之士”，完全是培養文官人才的製度。朝廷由太常選拔18歲以上的優秀青年入學受業做博士弟子，郡國也可以挑選品學兼優的青年送到太學。學習一年，經過考試，則通一經以上者，可補文學掌故的官缺；成績甲等者並為郎官；下材而不通一藝的不用；如有特別優異的茂材異等，名字直接上報。這是教育與丟官相結合的製度，它定期地、經常地向朝廷輸送文官，是政府各級官員的主要來源。這些用儒家思想培養起來的人才，成為封建專製主義中央集權的最得力的維護者。除此之外，漢武帝還號召在郡國興辦地方學校。這樣，儒學成為士人進身階梯，把教育體製與用人製度和統一思想協調起來，天下士人為進人仕途，紛紛統一到儒家思想中來。
思想統一了，革新的絆腳石去掉了，漢武帝開始了一係列的新政。
由於武裝立國等曆史原因，漢朝到武帝時仍然是軍人貴族政府。為打破這種局麵，改變政府官員的構成，武帝聽從董仲舒的建議，通過一係列法令、措施，建立並健全了由察舉、大學、征召以及公車上書等組成的以選拔文官為主的用人製度。
在充實、加強統製機構的同時，漢武帝還大力加強中央集權。首先是削弱相權，強化皇權。由於丞相大多為開國功臣，位高權重，權力往往超過皇權。漢武帝對這種丞相分權的情況極為不滿，他上任後開始逐步改變這種情況。這時，適逢漢初功臣元老也大都去世，漢武帝便趁機不拘一格地選拔人才，逐步改變軍功貴族專權的狀況，用儒生來為他的政治服務，通過一係列官製改革，取消軍功貴族的特權地位，至公元前122年，武帝打破列侯拜相的舊製，任命出身貧苦的儒生公孫弘為丞相，徹底摧毀了軍功貴族的特權。
為加強中央集權，漢武帝采取“強幹弱枝”的政策，削弱地方割據勢力。公元前127年漢武帝劉徹采納主父偃的建議，頒布“推恩令”，清除分封製。推恩令規定，諸侯王除由長子繼承王位外，還可以推恩將其餘的諸子在原封地內封侯，新封的侯國不再受原國王管轄，直接由各地的郡縣來管理。這樣，使得很多有權有勢的諸侯王國大大地削弱了。
開拓疆土窮兵黷武
在對外政策及措施方麵，漢武帝雄才大略，他開疆拓土，威震四方，鞏固和發展了多民族統一帝國。漢初實行“無為”政治，在一定程度上加強了漢族與少數民族之間的經濟文化上的聯係，為以後發展統一的多民族封建國家創造了有利條件，但這種政治也助長了西北邊疆和蒙古高原匈奴貴族的貪婪性和掠奪性，給西漢邊疆的吏民帶來了很大的災難，也給西漢的政權造成了很大威脅。從漢高祖在白登受包圍以後，漢朝對匈奴一直采取“和親”政策。這種“和親”，實際上是一種妥協，不但要把漢朝皇室的女兒嫁給匈奴單於，每年還得送給匈奴許多財物。但是，即使這樣做，匈奴貴族還是經常侵犯中原，殺害百姓，掠奪糧食和牛羊，使北方地區不得安寧。漢武帝劉徹當然不能視之為平常，一心要想改變這種屈辱的地位。
公元前135年，漢武帝采納將軍王恢的建議，派王恢、韓安國、公孫賀、李廣等將軍帶領三十萬人馬，在馬邑襲擊匈奴。又派人去引誘匈奴進攻馬邑。匈奴單於親自帶領十萬騎兵來犯，到了離馬邑大約一百多裏地的武州地方，匈奴單於打下一座亭堡，抓住守在那裏的亭尉，威脅他說：“你把情況老實告訴我！要是說半句謊話，我馬上把你的頭砍了。”那亭尉嚇得要命，就把漢兵布置的埋伏全都告訴了單於。單於一聽，大吃一驚，趕快命令全軍撤退。出了武州地界，他才喘口氣說：“幸虧我抓到亭尉。真是好險哪。”埋伏在馬邑的漢軍隻好空手而歸。
漢武帝的謗擊戰沒有成功。但是，打那以後，漢朝和匈奴的和親關係破裂，接連發生了大規模的戰爭。
匈漢戰爭中，漢武帝手下接連出現幾位著名的將軍：李廣、衛青和霍去病。李廣號稱“飛將軍”，在對匈奴的作戰中，李廣留下了一個流傳千年的故事。
有一次，李廣回來晚了，天色朦朧，他和隨從一麵走，一麵提防著老虎，忽然瞧見前麵山腳下草叢裏蹲著一隻斑斕猛虎。他連忙拿起弓箭，使盡全力射了過去。憑他百發百中的箭法，自然射中了。
手下的兵士見他射中老虎，拿著刀槍跑上去捉虎。他們走近一瞧，全愣了，原來中箭的不是老虎，竟是一塊大石頭，而且這支箭陷得很深，幾個人想去拔也拔不出來。大夥兒真是又驚奇，又佩服。
李廣過去一看，自己也納悶起來，石頭怎麼能射得進去呢？他回到原來的地方，對準那塊石頭又射了幾箭，箭碰到石頭，隻進出火星兒，卻再也射不進去了。
衛青和霍去病更是在征伐匈奴的戰爭中，為漢武帝立下了汗馬功勞。
公元前124年，衛青率領騎兵三萬，一路追擊匈奴，一直追到長城外。匈奴以為漢軍離他們還很遠，一點也沒防備。衛青在夜色的掩護下，急行六七百裏，包圍了匈奴。漢兵從四麵八方衝進匈奴營地，打得匈奴部隊四麵逃竄，亂成一團。這一仗，衛青的人馬一共俘獲了一萬五千多個俘虜，其中匈奴的小王十多人。