刘彻因其“圣彻过人”，景帝遂改刘彘名“彻”；即位后采用以儒为主以法为辅，内法外儒的一种体制

汉武帝生于汉景帝前元年（公元前156年）【而据《史记》、《汉书》的后妃传记载，汉武帝生于汉文帝后七年（公元前157年）】。母王氏，汉景帝中子。其母王氏在怀孕时，汉景帝尚为太子。王氏梦见太阳进入她的怀中，告诉汉景帝后，汉景帝说：“此贵征也。”刘彻还未出生，他的祖父汉文帝就逝世了。汉景帝即位后，刘彻出生，他亦是王氏唯一的儿子。

刘彻初名彘，天生聪颖过人，慧悟洞彻，进退自如。三岁时，景帝抱于膝上，试问刘彻：“乐为天子否？”对曰：“由天不由儿。愿每日居宫垣，在陛下前戏弄。”刘彘信口而应的回答，使刘启不得不对这个儿子另眼看待。

刘彘有惊人的记忆力，求知欲特别强，尤爱读书中古代圣贤帝王伟人事迹，过目不忘。景帝深感诧异。刘彘“讼伏羲以来群圣，所录阴阳诊候龙图龟册数万言，无一字遗落。至七岁，圣彻过人”，景帝遂改刘彘名“彻”。“彻”字表示充满智慧，达到圣德的要求。

前元四年（公元前153年），刘彻以皇子的身份被封为胶东王。 同年，景帝的长子、他的异母长兄刘荣获封为太子。前元六年（公元前151年）秋九月，无子无宠的薄皇后被废。第二年（公元前150年）春正月，废栗太子刘荣为临江王；夏四月乙巳，其母王氏被立为皇后，丁巳，刘彻被立为太子。他成为太子与其母孝景王皇后和其姑母馆陶公主刘嫖有很大关系。刘嫖许诺将她的女儿陈氏嫁给当时四岁（古代按虚岁计算）的胶东王刘彻。刘彻后娶陈氏为妃，两人成婚的时间无考。

后元三年（公元前141年）正月，景帝逝世。甲子，太子刘彻即皇帝位，尊皇太后窦氏曰太皇太后，皇后王氏曰皇太后。

登基之初，汉朝建立已经有六十多年了，天下安定，朝廷大臣们都希望天子举行祭祀泰山和梁父山的封禅大典，改换确定各种制度。而皇上也崇尚儒家的学说，就通过贤良方正的科目招纳贤士。赵绾、王臧等人靠文章博学而做官，达到公卿的高位。他们想要建议天子按古制在城南建立宣明政教的明堂，作为朝会诸侯的地方。他们所草拟的天子出巡、封禅和改换历法服色制度的计划尚未完成，正赶上窦太后还在推崇信奉黄帝、老子的道家学说，不喜欢儒术，于是派人私下里察访赵绾等人所干的非法谋利之类的事情，传讯审查赵绾、王臧，赵绾、王臧自杀，他们所建议兴办的那些事情也就废止了。

直至建元六年（前135年）五月窦太后去世，汉武帝才得以掌握大权。他进一步削弱诸侯王的势力，颁布大臣主父偃（yǎn）提出的推恩令，以法制来推动诸侯王分封诸子为侯，使诸侯王的封地不得不自我缩减。 同时，他设立刺史，监察地方。加强中央集权，将冶铁、煮盐、酿酒等民间生意编成由中央管理，禁止诸侯国铸钱，使得财政权集于中央。思想上，采用董仲舒“罢黜百家，独尊儒术”的建议，为儒学教育在中国古代的特殊地位铺平了道路，在长安创立专门的儒学教育——太学，是当时的最高学府。汉武帝时期，汉朝亦不曾缺少法治思想。在宣扬儒学的同时，汉武帝亦采用法规和刑法来巩固政府的权威和显示皇权的地位。因此，汉学家认为这更应该是以儒为主以法为辅，内法外儒的一种体制，对广大百姓宣扬儒道以示政府的怀柔，而对政府内部又施以严酷的刑法来约束大臣。