发动对匈奴战争
汉武帝对外采取软硬兼施的手段，一方面自前133年马邑之谋起结束高祖以来对匈奴的和亲政策，开始对匈奴正式宣战，先后派卫青、霍去病征伐，解除了匈奴威胁，夺回河套和河西走廊地区，扩张了西域版图，将匈奴置于被动称臣的局面，保障了北方经济文化的发展。
派张骞出使西域
汉武帝在发动对匈奴战争同时，他派张骞出使西域，打通了著名的丝绸之路，进一步加强了与西域的联系，并发展了中西经济文化的交流。
对东北方和南方用兵，扩充疆土
汉武帝画像在东北方，他派兵灭卫氏朝鲜（今朝鲜北部），置乐浪、玄菟、临屯、真番四郡，汉帝国的版图至此基本成形。
同时使南方的夜郎、南越政权归附汉朝，在西南先后设立了七个郡，最南端超过今天越南胡志明市，这也使得今天的两广地区自秦朝后重归中国版图。
后果
汉武帝由于连年对匈奴和西域用兵，并由于举行封禅，祀神求仙，挥霍无度，加以徭役加重，捐税增高，致使农民大量破产流亡。天汉二年（前99年），齐、楚、燕、赵和南阳等地均爆发了不同规模的农民起义。但对匈奴的打击使匈奴再无力与西汉政府相对抗，保证了北方边郡乃至全国的安全。