太初元年，冬十月。皇上行幸泰山。十一月甲子朔旦，冬至。祠上帝于明堂。东至海上，考究入海及方士求神者，莫有应验。然而还是继续遣人前去，翼望有幸得遇。
乙酉，柏梁台火灾。
十二月甲午朔，皇上亲禅高里，祠后土。面临渤海将要望祀蓬莱仙山。希望能得到上帝的特殊照顾，得见神仙。次年春，皇上还京因为柏梁台火灾的缘故，于甘泉宫朝会诸侯。并在甘泉宫为诸侯兴建住所。有越人勇之说：“我们越地的风俗，有火灾复起大屋，才能压制火神。”于是兴建建章宫。宫室庞大，有千门万户。其东面为凤阙，高二十余丈。其西为唐中绵延数十里，置有虎圏。其北治大池渐台，高二十余丈命为太液池。中有蓬莱，方丈，瀛洲，壶梁仿海中神山龟鱼之像。其南有玉堂壁门及大鸟之类的装饰并立神明台，井干楼，方圆五十丈，有宫车之道贯通。
大中大夫公孙卿，壶遂，太史令司马迁等上言，过去的历记废坏，应该改正朔，重修新历。皇上诏令倪宽，与博士等共议，以为当用夏正。
夏五月，诏令公孙卿，壶遂，司马迁等共造汉太初历。以正月为岁首，汉为土德，色尚黄，。数用五，定官名，协音律，并制定宗庙百官之仪，以为常用法典使垂之于后世。
匈奴儿单于好杀伐，国人不安。又有天灾，牲畜多有病死。其左大都尉使人前来密告说：“我想杀单于降汉，如果汉庭能远道发兵来迎我，我就会立即发难。”
皇上于是遣因杅将军公孙敖，于塞外筑受降城以接应左大都尉。
秋八月，皇上行幸安定。
先是，有出使西域的使者回来说，大宛有善马，藏在贰师城，不肯给汉使。天子使壮士车令等人，持千金及金马，请求与其交换，大宛王与其群臣相谋说：“汉离我遥远而在盐池中数有败绩。出其北有胡寇，出其南乏水草，近道处又往往远无城邑，乏食的时候多。汉使数百人来，往往都因为乏食而死伤大半。又怎能派大军前来？相信他是无奈我何的，贰师马是大宛宝马，怎能给他？”汉使来，遂不肯交换宝马。
汉使大怒，狂言怒骂，锥坏金马而去。大宛的贵人发怒说;“汉使太轻慢我们了，”待汉使走后，阴令其东边的郁成王截杀汉使。取其财物。于是天子大怒，这时曾出使过大宛的姚定汉凳谴笸鸨弱，汉兵若能有三千人，配以强弩，就可以尽虏大宛之人。天子曾使浞野侯以七百骑虏楼兰王。因此以为定汉等人说的有道理，而当时正想使宫中宠姬李夫人之兄李广利为侯，于是拜李夫人之兄李广利为贰师将军，发属国六千骑兵，及郡国恶少年数万人，前往讨伐大宛。因为预期将到贰师取宝马，故号贰师将军。赵始成为军正，故浩侯王恢为军中向导。而李哆为校尉。专制军事。
司马光评论说：武帝欲侯宠姬李氏，而使广利将兵伐宛，无非是因为先帝高祖有约，外姓非有功不能为侯。为了不负高祖之约，便希望广利能有军功，封侯便可名正言顺了。然而，军旅大事，关乎国家安危，民众之生死。假如不分愚贤而授之，欲因此侥幸获得尺寸之功，以此为名，私其所爱，实在有点太过儿戏了。
中尉王温舒坐为奸利，罪当族，自杀。当时，其两个弟弟和两亲家，都分别坐它罪而族灭。光禄勳徐自为说：可悲啊，古有三族，而王温舒至于罪至五族吗？
关东蝗虫大起，西飞至敦煌。
二年春正月，牧丘恬侯石庆薨。闰月丁丑，以太仆公孙贺为丞相。封葛绎侯。时朝廷多事，督责大臣，自公孙弘后，丞相相继坐事死，石庆虽然因为行事谨慎逃过劫数，但也多次遭到谴责。公孙贺引拜为丞相，不受印绶，长跪涕泣不肯起，皇上乃转身离去，公孙贺不得已拜受，出门时说：“我从今天起危险了。”
三月，皇上行幸河东。祠后土。
夏五月，统计吏民车骑马匹。
秋，有蝗灾。
贰师将军起兵西行，既过盐水，当道的那些小国都各自城守，不肯提供军食。有些是攻之不能下，如果攻下小城，军中便可得食。如果攻之不下，流连数日就继续前行。等到了郁成，士卒还剩下不足数千，而且大都饥饿疲累，进攻郁成，被郁成反过来战败，杀伤士卒甚众。贰师将军与李哆赵始成等计议，到了郁成尚不能取胜，何况至其王都。遂引兵而还。至敦煌士卒所剩不过十之一二，派使者上书，称道远乏食，士卒不惧战而惧饥饿。人少不足以拔宛，希望先罢兵还国，然后再发兵复往。天子闻之大怒，派使者挡住玉门道路，下令军中有敢入者，立斩。贰师恐，因留在敦煌不敢入关。