公元前109年春，汉武帝到达缑氏县，接着赶到东莱。夏四月，汉武帝在返回途中祭祀泰山。到达黄河瓠子口时，视察决口处，命令随行的大臣中，将军以下全都要背负柴草堵塞河堤，命人写成《瓠子之歌》。汉武帝宣布赦免所经过地区的罪犯，赏赐孤独、年长老人每人四石米。汉武帝返回长安后，命人修建甘泉宫通天台和长安飞廉馆。
朝鲜王攻杀汉朝辽东都尉，汉武帝下诏招募天下死刑罪犯进攻朝鲜。
六月，汉武帝下诏书说：“甘泉宫中产出灵芝，灵芝生有九茎连叶。这是上天光临，云光照亮下面的宫殿，赏赐朕洪福。现在宣布大赦天下，赏赐云阳都每百户一头牛、酒。”汉武帝命人写成《芝房之歌》。
秋，汉武帝命人在泰山脚下修建明堂。
汉武帝派遣楼船将军杨仆、左将军荀彘率领应募的罪人进攻朝鲜，又派遣将军郭昌、中郎将卫广调集巴、蜀军兵平定西南夷没有臣服的，设置为益州郡。
公元前108年，汉武帝命人创作出角抵戏，三百里内的百姓都来围观。夏，朝鲜人斩杀其王右渠后投降，汉朝把其地设置为乐浪、临屯、玄菟、真番郡。
楼船将军杨仆因为损失军兵太多，被免职为普通百姓，左将军荀彘则因为争抢军功判处弃市。秋七月，胶西王刘端去世。武都氐人造反，分别被迁徙前往酒泉郡。
冬十月，汉武帝来到雍城，祭祀五畤。修通回关中的大道，然后北出萧关，经过独鹿、鸣泽后从代地返回，巡视河东郡。
公元前107年春三月，汉武祭祀后土神，他下诏书说：“朕亲自祭祀后土地祇，看到明光集饶于灵坛，一夜三次出现。朕在中都宫，也在殿上看到明光。现在宣布赦免汾阴、夏阳、中都死罪刑以下的罪犯，赏赐三县和杨氏县都不要再交纳今年的租赋。”
夏天大旱，百姓很多人渴死。秋，汉朝认为匈奴已经很弱，可以让他们臣服，就派遣使者前去劝降。单于派出使者来到，结果病死在长安。匈奴侵犯边境，汉武帝派遣拔胡将军郭昌屯驻朔方。
这年冬，汉武帝向南巡狩，到达盛唐，在九嶷山下遥望祭祀虞舜。随后登临天柱山，从浔阳浮江而下，在江中亲自射蛟，将其捕获。整个船队绵延千里不绝。因为是从枞阳出发，就命人写成《盛唐枞阳之歌》。然后向北到达琅邪，直到海滨，所经过的地区，都以礼祭祀其名山大川。
公元前106年春三月，汉武帝返回泰山，对泰山加封。甲子日，他在明堂祭祀汉高祖刘邦，让其配享上天待遇。随后朝见诸侯王和列侯，收受郡国所奉献的薄计。
夏四月，汉武帝下诏书说：“朕巡视荆、扬，祭祀江、淮，会合大海之气，合于泰山。上天显示奇异景象，所以增修封禅，特宣布赦免天下。所经过的县今年不用再交纳租赋，赏赐鳏寡孤独者布帛，贫穷人家粟米。”汉武帝来到甘泉宫，郊祭泰畤。大司马、大将军卫青去世。
这年，汉朝开始设置十三州刺史。因为名臣文武不能接续，汉武帝下诏书说：“大概要建立非常之功，必须等待非常之人，所以喜欢乱尥蹶子的良马却能奔驰千里，贤士有的背叛世俗却能建立功名。那些难驾之马和怪异贤士，只要善于驾驭就能有所作为。命令州、郡考察民间有才华和有异能的人作为将、相或者出使别国的人选。”这年冬，汉武帝到达回中。
公元前105年春，朝廷修建首山宫。三月，汉武帝到达河东祭祀后土神。他下诏书说：“朕以礼祭祀首山，昆田出现珍奇之珍，有的化为黄金。在祭祀后土神时，神光出现三次。现宣布赦免汾阴县死刑以下的罪犯，赏赐天下贫民每户一匹布、帛。”
益州、昆明造反，汉武帝赦免长安城中的死刑犯从军，遣派拔胡将军郭昌率军平定。
夏，长安的百姓到上林苑平乐馆中观看角抵。秋天大旱，蝗虫大起。这年冬十月，汉武帝到达泰山。十一月甲子朔日冬至，汉武帝在明堂祭祀上天。乙酉日，柏梁台发生火灾。
十二月，汉武帝封禅嵩山，祭祀后土神，然后向东到达渤海，遥望祭祀蓬莱。
公元前104年春，汉武帝返回，在甘泉宫接受郡国薄计。二月，开始建设建章宫。
夏五月，订正历法，以正月为每年岁首，以黄为上色，印文用正字，确定官名，协定音律。汉武帝派遣因杅将军公孙敖修筑塞外受降城。秋八月，汉武帝到达安定，派遣贰师将军李广利征调天下流放戍边的罪民征讨大宛。蝗虫从东方一直飞到敦煌。
公元前103年春正月戊申日，丞相石庆去世。三月，汉武帝到达河东，祭祀后土神，下令天下百姓畅饮五天，他自己祈祷五天，祭祀祖庙，其规模和腊祭相同。
夏四月，汉武帝下诏书说：“朕祭祀介山和后土神，都有明光反应。现在赦免汾阴、安邑县死刑以下的罪犯。”五月，命令在户籍的吏民补充车骑马。秋天发生蝗灾。汉武帝派遣浚稽将军赵破奴率领两万骑出朔方击匈奴，结果无人生还。冬十二月，御史大夫倪宽去世。
公元前102年三年春正月，汉武帝向东巡视海上，夏四月返回，期间再次修封泰山，封禅石闾。派遣光禄勋徐自为修筑五原塞外列城，向西北一直到达卢朐，游击将军韩说率军屯驻。强弩都尉路博德修筑居延城。秋，匈奴侵入定襄、云中，杀死掠走数千人，破坏掉徐自为修筑的亭障；接着又侵入张掖、酒泉，杀掉都尉。
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