2春，汉武帝下令修建首山宫。
3三月，汉武帝巡游河东地区，祭祀后土神，赦免汾阴地区死罪以下的囚犯。
4汉朝政府打通西南夷后，新设了五个郡，想找出一条打通大夏国（阿富汗东北部）的道路。每年汉朝都要派出十几个使团从这些新郡出发，但是全都止于昆明。使者被杀，财物被抢。于是天子赦免京师罪犯和亡命之徒，组成军队，由拔胡将军郭昌率领，攻打昆明，斩首数十万。之后再派出使团，但还是没法通过。
5秋，大旱，蝗灾。
6乌孙国的使者看见汉朝的广大，回去向国王汇报，国王于是更加敬重汉朝。匈奴听说乌孙与汉通使，愤怒，想要攻打乌孙；乌孙周边的大宛、月氏等国，也都已归顺汉朝了。乌孙王担心匈奴攻击自己，于是派使者向汉朝求婚，希望得到汉朝公主，使两国成为兄弟之邦。天子与群臣商议，同意了他的求婚。乌孙以一千匹马为聘礼来迎娶汉家公主。汉以江都王刘建的女儿刘细君为公主，嫁到乌孙，并赠以十分丰厚的嫁妆。乌孙王昆莫封刘细君为右夫人。匈奴也选派一位女子嫁给昆莫，封为左夫人。
公主自己修建宫室居住，每年不过与昆莫相会几次，置酒饮食。昆莫年老，又言语不通，公主悲愁思归。天子听说了，也很怜悯她，所以每隔一年，总要派遣使节送去帷帐锦绣等用品。昆莫说：“我老了!”想把公主改嫁给他的孙子岑娶。公主不肯，上书向汉武帝汇报。汉武帝回复说：“你到了乌孙，就按乌孙的风俗行事，让我国与乌孙联盟，共灭匈奴。”岑娶于是与公主结婚。昆莫死，岑娶继位，王号昆弥。
当时，汉使向西越过葱岭，抵达安息国。安息国也派出使者，并将鸵鸟蛋及精通魔术的黎轩人进献给汉朝。其他小国如驩潜、大益、车姑师、杅冞、苏[imgalign="bottom"alt=""class="rareFont"srages092534318816。jpg"]等国，都跟着汉使回来见天子。天子大悦。
西域各国派往汉朝的使者此去彼来，络绎不绝，汉武帝每次巡狩海上，一定把他们全部带上，遇到大城市或人口稠密的地方，肯定从中间穿过，用金钱、绸缎赏赐他们，准备了丰厚的物品，用以展示汉朝的富饶和宽厚。其间，还举行了各种大型角力比赛、珍奇的演出，展出各种奇禽异兽，引起很多人聚集参观，颁行赏赐，酒池肉林。汉武帝还让外国宾客到处参观当地仓库宝库，以见识汉朝之广大，让他们惊骇倾慕。
大宛周围盛产葡萄，可以酿酒；还盛产苜蓿草，大宛的天马最喜欢吃。汉朝派使者采集苜蓿种子，种在离宫旁边，一眼望不到头，生长非常茂盛。
然而，西域各国靠近匈奴，畏惧匈奴，所以对匈奴使者的恭敬超过汉使。
7这一年，匈奴乌维单于死，其子乌师庐继位。乌师庐年幼，人称“儿单于”。自此之后，匈奴更向西北迁徙，其东边的兵力只到云中郡，西边的兵力只能到酒泉、敦煌一带。
武帝太初元年（丁丑，公元前104年）
【胡三省曰】
初用夏正，以正月为岁首，故改元为太初。
1冬，十月，汉武帝巡游泰山。十一月一日凌晨，冬至，汉武帝在明堂祭祀上帝，又东行到海边，考核各方士入海求神仙的成果，发现没有一个人的话应验。但汉武帝没有停止，而是增派更多人继续入海，希望能遇到神仙。
2十一月二十二日，柏梁台发生火灾。
3十二月一日，汉武帝亲自到高里山祭祀后土，又到渤海边，遥祭蓬莱仙岛，希望有朝一日能到达蓬莱仙庭。春，汉武帝回到长安，因为柏梁台火灾之故，在甘泉宫接受诸侯朝见及接受赋税账簿。又在甘泉修筑各诸侯王官邸。
越人勇之说：“按照越族的风俗，如果遭遇火灾，重新起屋，一定建得更大，以压服灾星。”于是建造建章宫，规划设计为“千门万户”：东有凤阙，高二十余丈；西有唐中，有方圆数十里的虎圈，豢养老虎；其北再挖掘人工湖，命名为太液池，湖中有渐台，高二十余丈，还有蓬莱、方丈、瀛洲、壶梁，模拟海中神山、龟鱼形状；其南有玉堂、璧门及大鸟雕像。另外，建章宫还修有神明台、井干楼，都高五十丈，各景之间有皇帝专用的辇道相连接。（辇道是辇车走的道，辇车是人力推挽的小车。）
4大中大夫公孙卿壶遂、太史令司马迁等说：“历法太乱了，应该修改正朔（就是元旦）。”汉武帝诏见兒宽和博士赐等一起研究，认为应该恢复夏历的正朔。夏，五月，又下诏请公孙卿、壶遂、司马迁等共同拟定《太初历》，以正月为岁首，以黄色为汉朝象征，以五为吉祥数字（例如，丞相印为“丞相之印章”，不足五字的，也凑足五字），重新拟定官职名称，制定皇家和政府所用音乐，制定宗庙祭祀和政府礼仪，定为典章，流传后世。
【华杉讲透】
在《论语》里，孔子建议用夏历，就是因为夏历、殷历、周历中的正月都不一样。夏历，就是我们现在用的阴历。殷历呢，改朝换代就改历法，改正朔，把正月往前面提前了一个月，以阴历的十二月为正月，为一年的开始。到了周朝，改朝换代，又改正朔，把正月再提前一个月，以阴历十一月为正月。所以夏商周三朝，春夏秋冬的开始时间都不一样，各差一个月。夏历现在叫阴历，又叫农历。为什么呢？它是最适合农业生产的。正月就差不多春天来了，该准备播种了，符合春种秋收的节奏。所以孔子说应该恢复夏历。不过等秦始皇统一天下，他要和前朝不同，把正月再提前了一个月，到阴历十月，春夏秋冬全乱了。最后谁听了孔子的意见呢？汉武帝。到了汉朝，汉武帝，就是这一年，即公元前104年，恢复了夏历的正朔，以夏历正月为正月，一直沿用到今天。我们过的春节，正月初一，就是夏历的正月初一，汉武帝按孔子的意见办了。所以他把这一年的年号也改为太初元年。
5匈奴儿单于好杀伐，国人不安，又有天灾，牲畜死亡很多。左大都尉派人告诉汉政府说：“我欲杀单于降汉，汉远，发兵来迎我，我就发动。”汉武帝于是派因杅将军公孙敖在塞外筑受降城，进驻军队，准备接应。
6秋，八月，汉武帝巡游安定。
7派到西域去的汉使回来说：“大宛有良马，在贰师城，藏起来不肯给汉使。”于是汉武帝派壮士车令等持黄金千斤及金马去换。大宛国王与群臣商议说：“汉朝离我们那么远，中间又隔着盐卤沼泽，连国家使节都屡屡死在路上，从北边来，有匈奴；从南边来，一路没有水草，而且往往都是荒无人烟的不毛之地，没有食物，汉朝使团数百人来，还经常没有吃的，死者过半，他怎么能派大军来呢？贰师马，是大宛宝马，不能给他们。”于是不肯把马给汉使。汉使大怒，破口大骂，将金马用铁锥击碎，扬长而去。大宛贵族大怒，说：“汉使轻视我大宛!”让汉使离去，然后下令东边郁成王拦击，杀汉使，取其财物。于是天子大怒。曾经出使大宛的姚定汉等说：“大宛兵弱，如果以汉兵不过三千人，以强弩射之，可以全部拿下!”天子曾经派浞野侯以七百骑兵生擒楼兰王，所以相信姚定汉的判断，又宠幸李夫人，想给机会让她家人封侯，就拜李夫人的哥哥李广利为贰师将军，征发属国骑兵六千人及各郡国恶少数万人，出师讨伐大宛。汉武帝希望李广利能打下贰师，取得良马，所以称他为贰师将军。赵始成为军正（执掌军法），原浩侯王恢为向导，李哆为校尉，负责军事指挥。
【司马光曰】
汉武帝欲宠姬李氏，而使广利将兵伐宛，其用意无非是不想违背高帝当初非有功不封侯的约定。军旅大事，国之安危，人民死生之所系，却不择贤愚而授之，欲以侥幸之功，以名其私心之所爱。这是遵守高帝无功不得封侯的约定吗？还不如干脆就无功而封他侯吧!武帝一心只想着给封侯找名义，却没有看到李广利当不了这个将军。说武帝这是遵守先帝的约定，我看是有点过分了。
8中尉王温舒被控奸诈图利，罪当灭族。当时两个弟弟及两家姻亲，也各自因为其他罪行被灭族。光禄勋（宫廷禁卫司令）徐自为叹息说：“悲夫!古有灭三族，而王温舒罪至灭五族乎!”
9关东蝗虫大起，向西飞至敦煌。
武帝太初二年（戊寅，公元前103年）
1春，正月戊申日（正月无此日，疑误），牧丘恬侯、宰相石庆薨。
2闰月丁丑日（本年无闰月，丁丑日亦不知何日，疑误），汉武帝任命太仆（掌皇帝的舆马和马政）公孙贺为宰相，封葛绎侯。当时朝廷多事，都问责大臣，自公孙弘之后，历任丞相接连被指控犯罪而死（元狩五年，丞相李蔡有罪自杀；元鼎二年，丞相庄青翟自杀；五年，丞相赵周下狱死），石庆虽然因为谨慎而得以善终，但也数次被谴责。所以公孙贺被引拜为丞相时，不接受印绶，跪地磕头，痛哭流涕，不肯起来。汉武帝起身而去。公孙贺不得不接受任命，出殿后说：“我从此危险了!”
3三月，汉武帝巡游河东郡，祭祀后土神。
4夏，五月，开始登记征用吏民的马匹，补充军马。
5秋，发生蝗灾。
6贰师将军李广利率兵西征，过了盐水（罗布泊），一路上的小国全都闭城自守，不肯供给饮食，汉军就一路攻城，攻下来的，就能得到食物；攻几天还攻不下来的，就只好离去，如此到了郁成，大军只剩数千人，都饥饿疲惫。攻打郁成，反被镇守郁成的军队打得大败，伤亡惨重。贰师将军与李哆、赵始成商议说：“一个郁成都拿不下来，还能去攻人家的国都吗？”于是撤退回国。到了敦煌，士卒只剩十分之一二，派使者向汉武帝上书说：“道路遥远，没有军粮，士卒们不怕战斗，却不能抵抗饥饿，兵力不足，不足以攻下大宛，所以撤军，希望增兵再去。”汉武帝大怒，派使者驰驻玉门关，说：“军队有敢入玉门关的，斩!”李广利非常害怕，只好留在敦煌。
7汉武帝觉得受降城离匈奴太远，派浚稽将军赵破奴率领二万骑兵，从朔方郡出塞，向西北方向推进二千余里，准备到达浚稽山与匈奴欲投降的左大都尉会师而还。赵破奴到了浚稽山，匈奴左大都尉却在准备发动兵变时被单于发觉而诛杀。儿单于发动东部兵团攻击赵破奴。赵破奴迎战，捕获斩杀匈奴数千人，然后回师。行军至受降城四百里的地方，被匈奴八万骑兵包围。这天晚上，赵破奴亲自出去寻找水源，被匈奴侦察部队撞上并生擒。匈奴乘势发动突袭，汉军军吏畏惧亡失主将，回国肯定是死罪，都没人相互劝勉死战突围，所以全军覆没。儿单于大喜，再派奇兵攻受降城，不能攻下，于是到边境一带大掠而去。