我國古代帝王中，辦教育熱情之高，成績之大，漢武帝當數第一人。他的一系列興教舉措，在中國和世界教育發展史上，皆屬劃時代的大事，具有深遠的影響。
建立年號和太初改歷漢武帝是中國歷史上第一位使用年號的皇帝。公元前113年，武帝下令：以當年為元鼎四年，並將此前之年追改為建元、元光、元朔、元狩，每一年號均為6年。
漢武帝還是第一位在統一的國家制度下頒佈曆法的皇帝。太初元年（前104）宣佈，改訂禮制和曆法，其主要內容是：改用“太初”歷，“以正月為歲首，色上黃”。“太初”的意義是宇宙的開端，武帝以此命名這部曆法，象徵太初年間的“改元更化”。
上述制度變革都是漢武帝提倡儒術的具體表現，並且透過這些措施將儒家思想滲透到政治、法律、教育以及社會生活各個領域中去，以鞏固其統治。
◎軍事上：反擊匈奴
武帝一生的業績中，武功佔有極大的比例。由他領導抗禦匈奴的戰爭，竟持續了43年，大小戰役達15次之多，關鍵性的最大戰役有3次。
馬邑之謀元光二年（前133），武帝採納王恢的建議，派遣李廣、公孫賀、王恢、李息、韓安國五將軍，率30萬漢軍，埋伏在馬邑附近。又派聶壹出塞與匈奴交易、誘敵。匈奴軍臣單于發現這是誘兵之計，便立即引兵撤退。漢朝30萬大軍無功而返。
馬邑之謀雖然失敗，但武帝全面反擊匈奴的決心已經不可動搖。漢武帝全面改革了軍事體制，設大將軍加“侍中”的統兵制度，取代太尉，提拔皇后衛子夫之弟、奴隸出身的衛青任大將軍；改革兵役制度，調整軍隊各兵種的構成及訓練方式。經過一番改革，漢軍的素質和戰鬥力有了明顯的提高，大規模反擊匈奴的準備完成了。
收復“河南地”之戰元朔二年（前127），匈奴兩萬騎兵侵入邊境，由漁陽進入雁門，首都長安直接受到威脅。漢武帝採取聲東擊西的策略，對“河南地”（河套地區）的匈奴各部進行大規模迂迴包圍作戰。匈奴諸部無備，大敗，秦末以來長久淪陷於匈奴的河套地區被漢收復。
河套地區離長安千餘里，匈奴騎兵南下不過二三日路程。漢初數十年間，常以匈奴為憂，河南地在匈奴控制下是重要原因。漢朝收復河套地區，利用河套這一有利的天然屏障，把朔方和五原建成抗擊匈奴的基地，既解除了匈奴對長安的威脅，又可以減省軍需糧餉的轉輸，為漢朝最後擊敗匈奴創造了有利條件。
河西爭奪戰元朔六年（前123），武帝又派衛青率10萬騎兵出塞追殲匈奴。在這次戰役中，18歲的年輕將領霍去病脫穎而出。霍去病是河東郡平陽（今山西臨汾）人，出身於奴隸。由於他“善騎射”，受到了漢武帝的賞識，被提拔為侍中。在漢匈激烈交與霍去病有因緣的焉支山軍馬牧場戰的時候，漢武帝任命他做剽姚校尉。校尉是地位較高的軍官，僅次於將軍：“剽姚”是形容行動勇健輕捷的樣子。大將軍衛青還挑選800名精銳騎兵歸霍去病指揮。漢軍出塞後，霍去病率800騎兵衝殺在前，離開漢軍主力，一直奔襲數百里。這支騎兵小部隊，找到匈奴部隊後，以迅雷不及掩耳之勢發起突然襲擊，打得敵兵措手不及，潰不成軍。漢軍以少勝多，斬敵2000多人，殺死匈奴單于的叔祖父籍若侯產，生俘單于叔父羅姑比，大勝而歸。漢武帝釋出命令，稱讚霍去病勇冠全軍，封他為“冠軍侯”。霍去病初上戰場，就表現出了超群的軍事才能。
元狩二年（前121）春，霍去病被任命為驃騎將軍（位同大將軍），率領騎兵萬人，從隴西出塞，轉戰6天，越過焉支山（今甘肅山丹東南）千餘里，殺敵8000餘，俘虜渾邪王子等，繳獲休屠王的祭天金人。漢軍河西首戰告捷。
同年夏天，霍去病又與公孫敖率數萬騎出北地（今甘肅慶陽西北），深入2000多里，越過居延澤（今內蒙古額濟納旗北），攻至祁連山（今甘肅張掖縣西北），擊敗匈奴軍主力，俘獲匈奴酋塗王和單于閼氏、王子等百餘人，殲敵3萬多人。這是西漢對匈奴開戰以來所取得的一次空前大捷。這次戰役後，漢朝控制了河西地區，截斷了匈奴和羌人的聯絡，開啟了內地通往西域的道路。
漢軍佔領河西之地後，漢武帝置武威（郡治在今甘肅勤縣東北）、張掖（郡治在今甘肅張掖縣西北）、酒泉（郡治在今甘肅酒泉）、敦煌（郡治在今甘肅敦煌西）四郡，稱為河西四郡。河西走廊又是通往西域的交通孔道，掃清了匈奴之後，就為“通西域”，將西域諸國同內地緊密地聯絡