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为加强中央集权，武帝接受主父偃的建议，颁布推恩令，即允许诸王将自自己的土地分给子弟，建立较小的诸侯国。内容主要是：诸侯王的王位除了由嫡长子继承以外，还可以用“推恩”的形式把其他的儿子在本侯国内分封。新的侯国就脱离原来王国的限制，地域独立，而且政治权力也基本被剥夺，受当地郡县官吏的管辖。
政治方面，创设中外朝制、刺史制、察举制、年号，颁行推恩令，颁布太初历，加强中央集权。经济方面，推行平准、均输、算缗、告缗等措施，铸五铢钱，垄断盐铁、酒类经营，抑制商人势力。文化方面，“罢黜百家，独尊儒术”，设立太学。对外积极扩张，大破匈奴，平定闽越、南越、卫氏朝鲜，开发西南夷，经营西域，开辟丝绸之路。后期崇信方术、作风奢侈，穷兵黩武，爆发巫蛊之祸，引发社会危机，颁布《轮台诏》，恢复休养生息。
后元二年（公元前87年3月29日），去世，享年七十，谥号为武，庙号世宗，安葬于茂陵。