长女卫长公主（当利公主），是汉武帝和卫皇后的长女，也是汉武帝最喜欢的女儿。汉武帝为求长生不老，派人到处寻访方士。最着名的方士栾大，被封为五利将军、天道将军、地道将军、乐通侯，“赐列侯甲第，僮千人、乘舆斥车马帷帐器物以充其家”，汉武帝还将卫长公主嫁给了他（卫长公主原先嫁给曹寿的儿子平阳侯曹襄，因为丈夫早死，再嫁栾大），后来武帝发现栾大是个骗子，怒火中烧，派人把栾大活活烧死，以泻心头之恨。
从此卫长公主再无事迹见于史料。只知道她的儿子曹宗在“巫蛊之祸”中遇害身亡，汉宣帝时她的孙子曹喜恢复了列侯爵位，这个爵位一直延续到东汉。
鄂邑长公主（盖长公主）刘彻去世后因抚养汉昭帝被封长公主，与燕王刘旦、上官桀、上官安及桑弘羊等合谋诛除霍光，事发后自杀。诸邑公主史记索隐称其母为卫子夫，死于巫蛊之祸。石邑公主史记索隐称其母为卫子夫，生卒年不详。阳石公主（德邑公主），生母不详，死于巫蛊之祸。夷安公主嫁汉武帝姊妹隆虑公主子昭平君。
典故《太平广记》汉武帝幸甘泉宫，驰道中有虫，赤色，头目牙齿耳鼻悉尽具，观者莫识。帝乃使朔视之。还对曰：“此虫名怪哉。昔时拘系无辜，众庶愁怨，咸仰首叹曰：‘怪哉！怪哉！’盖感动上天，愤所生也，故名怪哉。此地必秦之狱处。”即按地图，信如其言。上又问：“何以去虫？”朔曰：“凡。忧者，得酒而解，以酒灌，当消。”于是使人取虫置酒下，须臾糜散。《汉武故事》（王娡）得幸，有娠，梦日入怀。景帝亦梦高祖谓已曰：‘王美人得子。’可名为彘。’及生男，因名焉。是为武帝。
帝以乙酉年七月七日旦生于猗兰殿。年四岁，立为胶东王。少而聪明，有智术。与宫人诸兄弟戏，善征其意而应之。大小皆得其欢心。及在上前，恭敬应对，有若成人。太后下及侍卫咸异之。（中略）廷尉上囚防年．继母陈氏杀年父，年因杀陈。依律，杀母，大逆论。帝（汉景帝）疑之，诏问太子（刘彻），对曰：“夫继母如母，明其不及也。缘父之爱，故谓之母尔。今继母无状，手杀其父，则下手之日，母恩绝矣。宜与杀人者同，不宜大逆论。”帝从之，弃市。议者称善。
太子失宠，公元前128年，皇太子刘据出世。汉武帝刘彻，16岁登基，13年等待，终于盼来了自己的儿子，这也是汉武帝的第一个儿子。当我们穿越2000多年的历史长河，我们依然能够感受到，这位个性张扬的皇帝表达爱子方式的切切深情。据史书记载汉武帝在刘据出生后，他就大祭诸神还愿，大赦天下祈福。然而作为天之骄子的刘据后来却背上了谋反的罪名，屈死在父亲的严威之下。刘据从小可以说生活在蜜罐中，享受了父亲汉武帝的万般宠爱，没成想等到太子刘据长大以后，汉武帝的这颗慈父之心却慢慢发生了变化了。
据《史记》记载，刘据是一个仁义的太子，也是很得人心的，那么在这逐渐疏远的父子关系之下，还有其他什么原因吗？难道只是刘据不像汉武帝那么简单吗？ 皇后卫子夫由于年长色衰，爱屋及乌的汉武帝也就慢慢，不喜欢卫子夫的儿子刘据了，但是据《史记》记载，汉武帝还是很信任皇后卫子夫和太子刘据的，每次外出，他都把朝中之事托付给太子处理，宫中之事都托付给皇后处理，那么太子刘据失宠的背后究竟有什么隐秘呢？
太子刘据刚出生的时候，头上充满了光环，但是在他母亲卫子夫和舅舅卫青失宠后，他这个太子的位置也受到了威胁，然而更重要的是，在对匈奴用兵的问题上，父子之间产生了重大分歧，进而在朝廷上也出现了支持太子的一派，这是大权独揽的汉武帝最不愿意看到的，恰恰在在太子倒霉的这个时候，又有人给太子刘据打起了小报告，那么汉武帝会不会趁机向太子发难呢？汉武帝此时对太子刘据已经产生了不信任，再加上父子二人没有机会很好地沟通，于是父子二人的关系也是越行越远。
公元前94年，钩弋夫人怀孕十四个月为汉武帝生下了一个皇子，老年得子的汉武帝很兴奋，并把钩弋夫人生子的地方命名为尧母门，等于说把钩弋的儿子比作尧了，这不禁让人浮想联翩，尧是古代的圣人，这是不是暗示汉武帝此刻要废掉太子刘据呢？刘据的太子之位会不会因此而失去呢？
在赵钩弋死后第二年，汉武帝正式册立八岁的刘弗陵为太子。册立太子的第二天，汉武帝驾崩，刘弗陵继承皇位，追封生母赵钩弋为皇太后，追尊外祖赵父为顺成侯，发兵二万人扩建老娘的坟墓“云陵”。[
晚年生活，汉武帝晚年杀戮太过，颇思悔悟。李广利伐匈奴不利，全军覆没，求神仙又不成，又因巫蛊之祸造成父子相残、太子刘据自杀，种种打击使武帝心灰意懒，对自己过去的所作所为颇有悔意。在登泰山、祀明堂之后，武帝在轮台宫殿(并非新疆轮台）里下《罪己诏》：《轮台罪己诏》“朕即位以来，所为狂悖，使天下愁苦，不可追悔。自今事有伤害百姓，糜费天下者，悉罢之！”以表示承认自己的错误。天下也因此又逐渐归于和谐，为昭宣中兴的盛世奠定了基础。
史书《罪己诏》记载：「朕自即位以来，所为狂悖，使天下愁苦，不可追悔。自今事有伤害百姓、靡费天下者，悉罢之。」强调「当今务在禁苛暴，止擅赋，力本农。修马政复令以补缺，毋乏武备而已。」
公元前88年，汉武帝叫画工画了一张“周公背成王朝诸侯图”送给霍光，意思是让霍光辅佐他的小儿子刘弗陵作皇帝。子幼母壮，为了防止太子的年轻母亲钩弋夫人重演吕后称制的局面，汉武帝狠下心找借口处死了她。公元前87年二月丁卯，汉武帝驾崩于五柞宫，享年七十岁。三月甲申葬于茂陵。
轮台罪己诏，晚年丧子和军事上的失利，使武帝在精神和思想上受到了严重的打击。征和四年（公元前89年），他对大臣们说：我即位以来，办了很多错事，使天下百姓愁苦，现在后悔也来不及了。今后凡是伤害百姓，浪费财物的事情，一律停办。丞相田千秋建议：很多文士都谈论神仙，但都没有成效，应当罢斥。武帝听后说：我从前太愚蠢，受了方士的欺骗。其实天下哪有什么仙人，全是方士们妖言惑众。注意饮食和服药，就可以减少疾病了。于是，便将方士全部遣散。
正当武帝为自己从前的所作所为深感后悔之时，搜粟校尉桑弘羊等人上书，请求派遣兵卒在轮台（今新疆轮台县东南）屯田，并严敕边郡太守、都尉，加强对边防烽火的管理，选拔战士，积蓄粮草。这个建议虽然有益于巩固边防，武帝却没有同意。他针对桑弘羊等人的上书，颁布了一道诏书，这就是着名的轮台罪己诏.武帝在诏书中说：曩者，朕之不明，……兴师遣贰师将军（即李广利），……贰师败，军士死略离散，悲痛常在朕心。而击车师时，……发兵，凡数万人。……汉军破城，食至多，然士自载不足以竟师，强者尽食畜产，赢者道死数千人。
诏书接着说：前有司奏，欲益民赋三十助边，是重困老弱孤独也。而今又请遣卒田轮台，轮台西于车师千余里……今请远田轮台，欲起亭隧，是扰劳天下，非所以优民也。今朕不忍闻。武帝还特别强调指出，当今务在禁苛暴，止擅赋，力本农.至于修马复令，只是用以补缺，毋乏武备而已。
颁布轮台罪已诏，是汉武帝统治政策的重大变化。它表明汉武帝已决心不再主动对匈奴用兵，而要注重发展农业，提倡农耕以恢复生产。为实现这一政策，汉武帝不但下令不复出军，而且还在征和四年封丞相田千秋为富民侯，以明休息，思富养民也。
同时，还任命赵过为搜粟校尉，推广代田法，并下诏重申：当今之务，在于力农。汉武帝一生致力于加强中央集权，建立了巩固统一的西汉帝国，奠定了中华民族辽阔疆域的基础。但与此同时，在他统治期间，穷奢极欲，繁刑重敛，内侈宫室，外事四夷，信惑神怪，巡游无度，使百姓疲敝，起为盗贼，按司马光的评价，其所以异于秦始皇者无几矣.而西汉王朝所以有亡秦之失而免亡秦之祸，同汉武帝晚而改过，有十分密切的关系。
汉武帝还没有来得及全面推行其与民休息的政策，便于后元二年（公元前87年）去世了。其后继者昭帝和宣帝坚持执行武帝晚年制定的与民休息的政策，因而在西汉中期出现了被后世称颂的昭宣中兴局面。
刘彻不但是一位雄才大略的政治家，也是一位爱好文学、提倡辞赋的诗人。明人王世贞以为，其成就在“长卿下、子云上”（《艺苑卮盐》）其他存留的诗作，《瓠子歌》、《天马歌》、《悼李夫人赋》也“壮丽鸿奇”（徐祯卿《谈艺录》），为诗论家所推崇。他的这首清丽隽永，笔调流畅的《秋风辞》，历来为人们所称道。此诗虽是即兴之作，一波三折，抒写得曲折缠绵。沈德潜《古诗源》卷二：“《离骚》遗响。文中子谓乐极哀来，其悔心之萌乎？”以“《离骚》遗响”观之，乃就文辞而言，沈德潜的评价非常切实。鲁迅称此诗“缠绵流丽，虽词人不能过也。”