又過了一年——元朔二年（前127），衛青收復了鄂爾多斯地區。秦始皇的將軍蒙恬曾駐紮此處，在被李斯等人騙殺後，匈奴奪取了這塊地方。
漢把秦始皇都未能征服的浙江南部、福建、廣東收入了自己的勢力範圍。漢的版圖比秦帝國更廣大，但也有一點，不能說在秦之上，這就是秦曾保有的黃河彎曲部的鄂爾多斯地區被匈奴佔領。如今鄂爾多斯被收復，漢才名副其實地凌駕於百年前全盛時代的秦之上。
衛青為大將軍，曾七次率軍遠征匈奴，但是之後對匈奴戰爭的主角轉變為他的外甥霍去病。霍去病年僅二十歲時就率領大軍轉戰各地，大破匈奴軍。霍去病於二十四歲亡故，武帝極為悲傷，為他仿祁連山（甘肅省）的樣子修築陵墓。
衛青和霍去病的確是有才能的將軍。和後來的李廣利相比，他們有明顯技高一籌的軍事才能。然而也不能忽略，武帝為愛妃的弟弟和外甥配備了最精銳的部隊。另外，匈奴勢力削弱也是二人軍功輝煌的原因之一。冒頓單于在白登山圍困劉邦時，是匈奴最強大的時期。到了武帝初期，冒頓的孫子軍臣成為單于，但他在西元前126年就死了，相當於衛青奪回鄂爾多斯的第二年。匈奴因軍臣單于之死而起了內訌。軍臣立的太子是於單，但他的弟弟伊稚斜擊敗於單，繼承了單于之位。而於單則向漢投降。起內訌的事情說明，在此前匈奴就在不斷衰落。
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這裡簡單提一下張騫的西域之行。他的艱苦西行，使漢瞭解到西域的情況。西行的最初動機還是匈奴問題。
武帝即位的時候，有個叫月氏的部族被曾為手下敗將的匈奴打敗，月氏王的頭蓋骨被匈奴拿去用作飲酒器，於是雙方結下了深仇。有訊息顯示，月氏有意復仇，正在尋找共同打擊匈奴的同盟。月氏原本在敦煌，但因被匈奴追擊而逃往北方。
於是武帝就考慮聯合月氏夾擊匈奴，開始招募派往月氏的使者。張騫自告奮勇，願意前往。出發的時候，武帝給了他一百多人的僕從隨行，其中有個出身匈奴的人叫甘夫。然而，張騫一行在河西被匈奴捕獲，時間是建元初年，那時匈奴正處於軍臣單于的時代。就這樣，張騫被扣留在匈奴十年有餘，娶了匈奴女子為妻，還生了孩子。他被認為是個純粹的匈奴人了，於是對他的監視也不再那麼嚴密，張騫終於等到了恰當的時機，逃離匈奴。
月氏已經不在北方了，被烏孫趕到了西南。張騫在滯留匈奴期間就得到了這個訊息。逃脫後的張騫沿著未知的行走路線，向西不停趕路，數十日後終於到達了相當於現在烏茲別克費爾干納市的大宛。月氏在相當於現在撒馬爾罕的地方。張騫由大宛經康居（約今烏茲別克東境），終於到達了目的地月氏國。
雖然找到了月氏，但張騫的目的卻沒有達到。原因是月氏移居的中亞是肥沃之地，附近的國家都很弱，叫做夏的國也對月氏稱臣。被匈奴所殺的月氏王的未亡人可能就是月氏族的領導。但不管張騫怎麼勸說，月氏就是沒有和遠方的漢結盟向匈奴作戰的打算。也許是已經不想重複那樣慘烈的戰爭了；或者也可能是佛教在此時已傳入這個地區，和平的思想開始傳播。
張騫在歸途中被臣服匈奴的婼羌族抓住，又被扣留了。不過匈奴因軍臣單于之死而陷入內訌，他好不容易乘隙逃脫，時隔十三年後回到了長安。儘管和月氏的軍事同盟沒有成功，但張騫帶回來的情報在以後的對匈奴政策中起了很大的作用，所以他因此功勞被授予博望侯的爵位。《史記》中說，在那之後，向外國派遣的使節都被稱為博望侯。張騫是個值得稱讚的人，他因品格高尚而得到了異族人的信賴，於是異族人也都信賴漢朝使節。
張騫在大夏（從阿富汗到中亞之間的商業國家）看到了四川邛出產的竹杖和蜀布，這是經由身毒（印度）而來的。於是我們知道，從中國西南經由印度存在貿易路線。漢為了平定南越，對夜郎國加以懷柔，但很快就對這個地方失去了興趣，中止了工作。夜郎是個西南小國，國主曾詢問漢朝使節：「漢和我們夜郎哪個更大？」這個故事很快就流傳開來，「夜郎自大」的成語便由來於此。根據張騫的報告，漢再度著手西南夷工作。這意味著不只是為了平定南越，還要開拓新的貿易路線，以避開匈奴的勢力範圍。
張騫親自作為使節前往烏孫國，商談和親的事情。烏孫在現在中國新疆的伊犁地區，漢考慮如果讓他們再向東移居，與漢和親，就能牽制匈奴。百聞不如一見，和張騫同行訪問長安的烏孫使者回國後報告了漢的強盛，於是和親就被定了下來。漢和烏孫交換了公主。送往烏孫當烏孫王妃的，是因罪被處死的江都王劉建（武帝的侄子）的女兒，名叫細君。漢還向烏孫派去了幾百名官員、僕役、宦官等隨行。烏孫王因已年老，就讓細君做了自己的孫媳婦。細君生下了一個女兒。她思鄉不已，鬱鬱寡歡，唱的歌也讓人心感悲涼。歌的結尾是
——欲作黃鵠兮還故鄉。
細君死後，漢又把吳楚七國之亂中自殺的楚王劉戊的孫女解憂送去烏孫。解憂產下三男二女，其中有做了後來的莎車（葉爾羌）王的，也有做了龜茲（庫車）王妻子的。可以說他們是聯結起西域和漢的橋樑，為漢文化的向西傳播發揮了重要的作用。
元狩四年（前119），也就是張騫十三年西域之行歸來七年後，衛青第七次、霍去病第六次遠征匈奴。匈奴傷亡八九萬人，撤向遙遠的漠北。此時張騫已經死去，但功臣名單裡不能沒有他。此後約二十年時間裡，漢和匈奴之間沒有發生大規模衝突。
漢也把集中到北方的力量轉向了南方和東方。南越形式上臣服於漢，但實際上是個獨立國家。漢曾多次命南越王入朝，但南越王從來都沒前往長安。南越政權也留意到了吳楚七國之亂中許多諸侯王的倒臺。三年一度的入朝是諸侯王的義務。漢朝使節向南越王傳話說，如果不入朝，王就不會被承認。
南越丞相呂嘉等人殺了贊成入朝的幼王、攝政太后和漢朝使節安國少季。太后是長安人，在南越先王入朝（實為人質）的時候被寵愛，生下了現在的幼王。而使節安國少季，有傳言說他是太后的昔日戀人。
南越內部分為親漢派和獨立派，既然以呂嘉為首的獨立派發動了政變，那麼已在北方無後顧之憂的漢朝立刻動員大軍，迅速制服了南越。漢為了平定南越而對夜郎的懷柔如前所述，從友邦夜郎發動進攻的漢軍在到達南越之前，中央漢軍就已把南越收拾完畢。東越也是在這個時候被漢消滅的，理由是和南越同氣連枝，可能這也只是漢的藉口。這樣一來，漢朝勢力擴充套件到了中國大陸的南端。
東方的朝鮮也以外臣自稱，但從不入朝。元封二年（前109），也就是遠征南越兩年後，漢由山東半島和遼東，從海陸兩路向朝鮮出動大軍。然而這次不像征討南越那般順利。陸路的左將軍荀彘和海路的樓船將軍楊僕相互嫉妒猜疑，左將軍是主戰派，而樓船將軍是主和派。
樓船將軍也在遠征南越時帶領水軍立下大功。在遠征朝鮮時他包圍了王險城（平壤），他想獨佔功勞，卻鎩羽而歸。而左將軍甚至懷疑主和派的樓船將軍可能會聯合朝鮮進攻自己。
朝鮮內部也有紛爭。朝鮮王右渠被部下所殺，但是換上來的大臣成巳依然死守王險城。左將軍指使右渠的兒子和其他實力派向人民釋出告諭，最後誅殺了成巳。
回國後，兩個將軍被押到軍法會議上，左將軍被處以斬刑，樓船將軍以大量金錢贖罪，被貶為庶人。
漢把朝鮮作為直轄領地，置真番、臨屯、樂浪、玄菟四郡。
在遠征朝鮮前一年，漢武帝在泰山舉行了封禪儀式，年號「元封」即是由此而來。關於年號有各種說法，但毫無疑問的是，從武帝起中國才開始使用年號。漢武帝從即位的第二年開始，年號依次是，建元、元光、元朔、元狩、元鼎、元封，每六年就改元一次。實際上武帝使用的第一個年號是得寶鼎後的「元鼎」，在此之前的年號是後來命令補加的。故而，「元封」元年（前110）是中國最早的實質性改元。
封禪被認為是隻有聖天子才能舉行的儀式。曾有大臣勸諫武帝的祖父文帝封禪，但他覺得自己還不夠資格。
武帝非常有自信。他統治著遠遠大於秦始皇所征服的廣闊地域，曾祖父的白登山之恥也被雪清，他認為已經沒有比這更高的資格了。但是，據說古代封禪還有個前提條件
——振兵釋旅。
封禪是帶來天下太平的聖天子所舉行的儀式，所以擁有龐大的軍隊是與此相矛盾的。武帝這時解散了北方的十餘萬軍隊。
武帝帶領群臣一路向東，沿海岸巡禮八神。這也是一次視察民情兼展示威儀的大旅行。他於四月登泰山，舉行封禪儀式。雖說是帶領群臣，當然也有人數限制，所以對被選中隨行的人來說，都是莫上的榮耀。這一次，太史令司馬談就覺得自己當然會被選中。
太史令是閣僚（三公九卿）之一的太常的屬官，和博士一樣是六百石的官。司馬家自周代起就專門執掌歷史記錄，除了記錄現有事情外，還保管著過去的記錄。封禪儀式百年不遇，所以作為記錄官的太史令是諮詢儀式細節的最佳人選，理應被列入隨行人員。雖然他這般堅信，但下達的決定是封禪儀式不需要太史令。
司馬談對此無比憤慨，一病不起，最終亡故。可以說是被氣死的。他在臨終時叫來兒子司馬遷，老淚縱橫，拉著他的手，留下遺言：
自獲麟（孔子編纂《春秋》）以來四百有餘歲，而諸侯相兼，史記放絕。今漢興，海內一統，明主賢君忠臣死義之士，餘為太史而弗論載，廢天下之史文，餘甚懼焉，汝其念哉！
司馬遷的《史記》是繼承父親遺志所作。記錄官被忽視到了不被允許參加封禪儀式的地步，是因為他們平常忙於曆法卻怠於整理歷史記錄。希望你恢復司馬家的本職工作——這正是司馬談的遺言。
司馬遷把父親的話銘記於心。幾十年後，《史記》這部偉大著作誕生了。用一句話來形容，這是屬於全人類的記錄。擁有《本紀》、《列傳》的「紀傳體」史書自此開始。此後，正史就以紀傳體來書寫。孔子所編《春秋》是編年體，也被繼承了下來，北宋司馬光的《資治通鑑》就是其中的代表。