有个名叫勇之的越族人说：“按照越族的风俗，如果火灾之后再建房屋，一定要比原来的大，以镇服火灾。”于是汉武帝下令兴建建章宫，计有千门万户。东面为凤阙，高二十余丈。西面为唐中，有方圆数十里的养虎园。北面挖一大池，命名为太液池，池中渐台高二十余丈，还有蓬莱、方丈、瀛洲、壶梁等处胜景，象征海中的神山和龟鱼之类。南面建有玉堂、璧门、大鸟像等。另外，建章宫中还修有神明台、井干楼、各高五十丈。各景之间有皇帝专用的辇道相连接。
大中大夫公孙卿、壶遂、太史令司马迁等上奏说：“历法、纪年都已坏废，应当改正朔。”汉武帝命宽与名叫赐的博士等共同商议，认为应使用夏胡历法。夏季，五月，汉武帝下诏，命公孙卿、壶遂、司马迁等共同制定汉朝《太初历》，以正月为一年的开始，崇尚黄颜色，以“五”为吉祥数字，重新定官名，协调音律，制定宗庙、百官的仪礼，作为国家常规，流传后世。
匈奴儿单于性好杀戮，使国中百姓不安，又发生天灾，很多牲畜死亡。匈奴左大都尉派人偷偷对汉朝说：“我打算杀死单于，归降汉朝，但汉朝路远，如能派兵来接应，我马上就可以发动。”于是汉武帝派因将军公孙敖在塞外修建受降城，驻兵接应。
秋季，八月，汉武帝巡游安定郡。
汉朝派到西域去的使臣奏道：“大宛有好马，藏在贰师城中，不肯献给汉使。”于是汉武帝派壮士车令等带着黄金千斤和金马前往大宛，请求交换。大宛国王与其群臣商议道：“汉朝离我国很远，而盐中道路艰难，屡屡致人死亡；如从此北路来，有匈奴骚扰；从南路来，没有水草，又往往缺少城郭、食粮。汉朝派数百人作为使团前来，还常因缺乏粮食死亡过半，这怎能派大军前来呢！所以汉朝对我们无可奈何。贰师城的马，是我们大宛国的宝马。”于是不肯给汉使。汉使恼怒，破口大骂，用锤击破金马而去。大宛众贵族生气地说：“汉使太轻视我们！”让汉使离去，然后命驻守东部边境的郁成王率兵拦截，杀死汉使，夺取了汉使携带的财物。
汉武帝大怒。曾经出使大宛的姚定汉等奏道：“大宛军事力量薄弱，只要派去三千人马，用强弩射杀，就可将其全部俘获。”汉武帝因曾经派浞野侯赵破奴率七百骑兵生擒过楼兰王，认为姚定汉等说得对；况且，汉武帝此时正想封宠姬李夫人家为侯，于是任命李夫人的哥哥李广利为贰师将军，征发附属国骑兵六千及各郡、国品行恶劣的青年数万人，前往征讨大宛国。期望李广利到贰师城取得好马，所以称他为贰师将军。另外又任命赵始成为军正官，原浩
