刘彻本名刘彘，是汉景帝的儿子，但他既非长子，母亲也不是皇后，太子之位落到他头上，完全是宫廷斗争的结果。他的母亲王氏，是槐里人（今陕西兴平东南），原嫁丈夫名叫金王孙，生有一女。后来王氏的母亲和金王孙闹矛盾，想把女儿要回来改嫁他人，金王孙遂报复性地把老婆献给了太子刘启。没想到刘启很喜欢这个二婚妇人，继位以后就封她做美人，生下三女一男，即平阳公主、南宫公主、隆虑公主和刘彻。
景帝的第一任皇后薄氏没有子嗣，很早就被废黜，并且死掉了，景帝一直没有封新的皇后，也没有立太子，这就使得宫廷内部，甚至朝堂之上，勾心斗角，为了这个问题纷扰不休。景帝前四年（前153）四月，他听从母亲窦太后的建议，立栗姬所生的长子刘荣为太子，同时封刘彻为胶东王。
景帝的姐姐馆陶公主生有一女，姓陈，小名阿娇。既然刘荣已被立为太子，馆陶公主就去和栗姬商量，想亲上加亲，把阿娇许配给太子为妃。然而栗姬自以为儿子当了太子，皇后宝座也迟早是自己的，非常傲慢，再加上素来和馆陶公主不合，竟然一口回绝了。馆陶公主又羞又怒，王美人趁机就凑了过来。
于是两个女人结为一党，王美人答应让儿子刘彻将来娶阿娇为妻，馆陶公主则力争废刘荣而立刘彻为皇太子。某次，馆陶公主带着阿娇进宫觐见景帝，正好王美人和刘彻也在，馆陶公主就问刘彻：“儿愿娶妇否？”
刘彻笑笑不回答。馆陶公主故意指着一名宫女问：“此等人为汝做妇，可合意否？”
刘彻摇头不悦。再问：“阿娇好否？”
刘彻回答说：“若得阿娇为妇，当以金屋贮之。”
这就是“金屋藏娇”典故的由来。
景帝答应了刘彻和陈阿娇的婚事，馆陶公主遂开始起劲地在景帝和窦太后面前诽谤栗姬。她说栗姬崇信邪术，并且与后宫的妃嫔们全都合不来，一心专宠，甚至不惜诅咒他人，如果栗姬做了皇后，恐怕又要重演吕后谋害戚夫人的悲剧了。景帝听了这些话，大为惊怒，于是某次试探栗姬说：“我百年后，后宫诸姬，皆已生子，你应善待她们。”然后注意观察栗姬的表情。谁料栗姬神色瞬间改变，半天不发一语。景帝大为伤心失望，遂决定废黜栗姬和太子刘荣。
景帝七年（前150）正月，废刘荣为临江王。当年四月，封王美人为皇后，胶东王刘彻为太子。隔了不到两年，刘荣在临江封国内因为侵占文帝庙址造宫殿，被告发后捕入长安，他受不了被酷吏折辱，自杀身亡了。
年仅7岁的刘彻就这样当上了皇太子。景帝后三年（前141）正月，孝景帝刘启病逝，太子刘彻继位，就是世宗孝武皇帝。武帝首创年号制度，第二年就是建元元年——不过实际上直到元鼎三年（前114）才建年号，此前的年号都是追定的。
武帝年轻气盛，很想做一番大事业，他才登基，就诏令各郡举贤良方正、直言极谏之士，到长安来以备皇帝考察和垂询。其中，广川（今河北枣强）人董仲舒三次上书，献《天人三策》，请求黜刑名，尊儒术，明教化，兴太学，令郡国尽心于求贤。武帝很赞赏董仲舒的学识与见解，封他做江都相。
皇帝既然喜欢儒学，儒士出身的丞相卫绾就趁机建议，废黜所举贤良中学习申不害、韩非、苏秦、张仪之法的人，也得到了武帝的同意。然而这些举动却触犯了喜欢黄老之学的太皇太后窦氏，在窦氏的干涉下，卫绾被罢免，改任窦婴为丞相。第二年，武帝宠信的另两个儒者——御史大夫赵绾和郎中令王臧——也被罢免下狱，双双在狱中自杀。
在以窦氏为首的黄老派的抵制下，武帝崇儒的决心只好暂且放下，但他依然通过举贤良方正，召集了许多才智之士，聚拢在自己身边，包括庄助、朱买臣、吾丘寿王、司马相如、枚皋、终军等。这些人
逐渐形成了皇帝的亲信秘书班底，为武帝削弱相权，把权力中心从“外朝”移入“内朝”，奠定了基础。
主政的道路坎坷重重，太皇太后窦氏才刚去世，皇太后王氏又站了出来，身在宫中，却想操控政局。以窦婴为首的窦氏才刚退出权力中心，王太后的同母异父兄弟田蚡又得以身任丞相。田蚡喜欢安插自己亲信的人到朝廷各部门中去，某次上奏请求调动官员，武帝实在忍不住了，冷笑说：“舅舅安插够了吧，留几个位置让我来封，行不行？”
在这种情况下，朝政只能沿着文、景以来的既定方向前进，即便黄老之学，以及各种朝政规划、典章制度都已经不再符合实际需要。武帝满腔热情，在朝政上却无从施展，于是被迫把目光转向了国外，准备改变和亲政策，和匈奴真正兵戎相见。