在国力强盛的基础上，汉武帝采取强势的国防政策，对内巩固了疆土。汉武帝放弃对割据势力的放任态度，除了削藩，也对边疆地区采取军事行动，继而设置由中央管理的地方行政单位，巩固中央集权。
汉武帝进军南越国，收复时顺时叛的地方政权，即今天广东广西一带，设置南海九郡。为了巩固得来不易的军事成就，汉武帝又开拓河西走廊，设立武威、张掖、酒泉和敦煌四郡。汉武帝又加强了对西南少数民族的整治，在贵州及云南等地置郡。
对匈奴构成的北方边患，武帝放弃了汉初以来的和亲政策，不再忍让，先后发动了三次军事征伐，先收复河南失地，继而迫使匈奴退出河西，最终由卫青及霍去病率领数十万大军，歼灭匈奴的主力军，迫使匈奴迁徙至漠北，解除了匈奴对北境的威胁。
为了配合对匈奴的征战，汉武帝两度派遣张骞出使西域，企图与西域诸国结盟，联合抵御匈奴。张骞离开中原后，被匈奴俘虏达十年，未能完成任务。虽然张骞回国后被封侯，也是中西交化交流的重要推动者，开拓了丝绸之路的雏型，从此，中国的丝绸等商品，凿井术等文明传至西域，而西域的胡瓜、胡舞等传至中原，其成就被誉为凿空，但这显然不是武帝遣使的原意。
汉武帝是一位雄才大略的君主，经过一番经营，秦朝建立的大一统局面再现，其成就更超过秦始皇，汉武帝建立了一个更辽阔的疆土，更安宁的边境，更重要是取得如此军事成就的同时，没有拉垮了国家的根基，需要下一任君主为他的伟大成就结账。
汉武帝晚年颁布轮台诏，改变积极进取的施政方针，恢复与民休息的国策。与其说是下诏罪己，仿似悔不当初，倒不如说是胜利宣告，中央集权的目标已达到，各项施政已取其预期成就，正是合适时间调整国策，回馈百姓。 轮台诏的重要或许不在于君主罪己的器度，而是一位君主调节国策的魄力，历史上太多例子，一位君主推出救时良策，但时改变了，策也不再良，救却变成拆毁，从这个角度，汉武帝的确是明君的典范。