汉宣帝继位后，因为他是汉武帝的嫡孙，所以第三年就尊奉汉武帝庙为世宗庙，汉武帝巡狩经过的郡国都要建立世宗庙。在汉宣帝祭祀世宗庙的当天，有很多只白鹤集结在后庭。在建立世宗庙告祭汉昭帝陵时，有五色的大雁集结在殿前。在西河修筑起世宗庙后，有神光出现在殿旁，出现了白鹤一样的鸟儿，这些鸟儿前面赤色后面青色。神光又出现在汉宣帝下榻的房中，就像烛光一样。广川的世宗庙殿上有钟声，门户大开，夜晚还有光辉，殿上全都亮堂堂的。汉宣帝便下诏书大赦天下。
这时，大将军霍光辅政，汉宣帝每天只是恭敬地安坐在龙椅上，没有宗庙祭祀从不出去。在继位第十二年，汉宣帝下诏书说：“大概听说天子要尊侍天地，修祀山川，这是古今通行的礼仪。朕不亲自祭祀上天祠阙已经有十多年了，朕感觉很恐惧。朕我要斋戒沐浴，亲自奉祀，为百姓祈求瑞气，以便国家获得丰年。”
第二年正月，汉宣帝来到甘泉宫，郊祭泰畤，几次出现吉兆。汉宣帝承袭汉武帝时的做法，准备盛大车服，行恭敬祭祀之礼，同时写了很多诗歌。
这年三月，汉宣帝来到河东，祭祀后土神，有神雀集结，汉宣帝改元为神爵（即雀）元年。他下诏书给太常说：“长江和大海是百川中最大的，现在却缺少祭祀。现在命令祠官把祭祀列为每年常事，在四时祭祀时长江大海和洛水，祈祷天下丰年。”
从此五岳和四渎都有了常礼：东岳泰山于在博县，中岳泰室在嵩高，南岳潜山在潜县，西岳华山在华阴，北岳常山在上曲阳，黄河在临晋，长江在江都，淮河在平氏，济水在临邑界中，都由使者持节侍祭。只有泰山与黄河每年五次祭祀，长江一年四次，都余都是一年一次祈祷、三次祭祀。
这时，南郡捕获一只获白虎，献上其皮、牙和爪子，汉宣帝专门为这只白虎建立祠堂。又采纳了方士的建议，为隋侯、剑宝、玉宝璧、周康宝鼎四件宝物在未央宫中建议祠堂。又为太室山在即墨、为三户山在下密建立祠堂，在鸿门祭祀天封苑火井。又在长安城旁建立岁星、辰星、太白、荧惑、南斗祠堂。又在曲城建立参山八神祠，在临朐建立蓬山石杜、石鼓祠，在腄县建立芝罘山祠，在不夜建立成山祠，在黄县建立莱山祠。在成山祭祀太阳，在莱山祭祀月亮。又在琅邪祭祀四时，在寿良祭祀蚩尤。至于京师长安的邻近各县，鄠县有劳谷、五床山、日、月、五帝、仙人、玉女祠，云阳则有径路神祠，用来祭祀匈奴休屠王。又在肤施建立五龙山仙人祠和黄帝、天神帝、原水等四座祠堂。
有人说益州有金马、碧鸡神，可以通过祭祀招致，于是汉宣帝派谴谏大夫王褒持节前去求神。
大夫刘更生献出淮南枕中的大宝和秘方，汉宣帝命令尚方进行铸造。结果没有铸造成功，刘更生被判处有罪。京兆尹张敞上疏劝谏说：“希望明主时忘掉车马之好，排斥远方士的虚虚妄话语，专心研究帝王之术，那么国家太平之日就能指日可待。”以后皇宫的尚方、待诏官都被裁撤。
这时，有人在美阳县得到一只宝鼎，奉献给朝廷。汉宣帝交给有关部门商议，多数认为应当荐给宗庙，就像当年汉武帝得到元鼎时的做法。京兆尹张敞喜欢古文字，他认真考察核对鼎上铭刻的文字后奏报说：“臣我听说周祖开始于后稷，后稷受封于邰，公刘发迹于豳地，太王建国于岐梁，周文王、周武王兴起于丰、镐。从这里来看，岐梁、丰镐之间就是周朝的旧居，本来应该有宗庙坛场祭祀的遗迹。现在鼎出现在岐梁东面，中间刻有铭文：‘王命令主事的大臣：‘管理枸邑，赐给你旌旗、鸾车、黼黻（音fǔ fú，辅福）、雕戈。’主管这事的大臣跪拜说道：‘我一定尽力为天子弘扬圣明美善的命令。’”臣愚昧不足以读懂古文印迹，但只从传记上记载来看，这只鼎大概是周朝用来褒奖大臣的，大臣的子孙在鼎上铭刻他们祖先的功绩，收藏在宫庙中。以前宝鼎出现在汾阴山丘上，河东太守报告了天子，天子下诏书说：‘朕巡祭后土，为百姓祈求丰年，现在谷物不丰，没有报应，鼎的出现是为什么呢？’经过广泛询问耆老，究竟是否是以前就藏在这里。经过仔细考察研究鼎的真实情况。有关官员检验山丘上并不是原来收藏的地方。当时的鼎大小八尺一寸，高三尺六寸，同众鼎大不相同。现在这只鼎很细小，又有刻记，所以不应当进献宗庙。”
汉宣帝批复道：“京兆尹的说法是对的。”
汉宣帝到河东祭祀的第二年正月，凤凰飞集在祋(音duì，对)栩县，随后在凤凰出现的地方发现了玉宝，因此建造了步寿宫，汉宣帝下诏书赦免天下。又间隔了一年，凤凰、神省、甘露降临长安，汉宣帝又宣布赦免天下。这年冬天，有凤凰飞集在上林苑中，汉宣帝就下诏建造凤皇殿，用来回应瑞兆。
第二年正月，汉宣帝再次来到甘泉宫，郊祀泰峙，改元为五凤元年。过了一年，汉宣帝到雍城祭祀五峙。第二年春天，汉宣帝来到河东，祭祀后土神，赦免天下。又间隔了一年，汉宣帝改元为甘露元年。正月，汉宣帝来到甘泉宫，郊祀泰峙。这年夏天，有黄龙出现在新丰县。建章宫、未央宫、长乐宫中悬挂钟的木架上和铜人都长出一寸多的长毛，当时认为是吉祥之兆，其实就是因为阴雨天才这样。再间隔了一年的正月，汉宣帝郊祭泰畤，在甘泉宫接受匈奴单于的朝见。
又间隔了一年后，汉宣帝改元为黄龙元年。这年正月，汉宣帝再次来到甘泉宫，郊祀泰峙，又在甘泉宫接受了单于朝见。这年冬天汉宣帝去世。据记载凤凰降临到郡国的共有五十多处。
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