张骞在中亚的大夏时，曾发现邛竹杖和蜀布，据说来自身毒（印度），因而得知巴蜀与身毒可以交通。元狩元年（前122年），张骞自大夏归国，向武帝报告上述情况，建议重开西南夷路，以通身毒。武帝派遣使者自巴蜀四出寻找通身毒的道路。汉使到达滇国，由于昆明、嶲等族贪图财利，杀害汉使，抢掠财物，阻闭通路，汉使寻求通身毒道路之目的未能达到。
元鼎五年（前112年），南越反，汉发夜郎附近诸部兵攻南越，且兰君以此反汉，杀汉使者及犍为太守。次年，汉兵从巴蜀南下，攻下且兰，在其地置牂牁郡（治所在今贵州黄平县西南）。夜郎侯初倚南越，及汉灭南越，遂归降汉朝，汉武帝封他为夜郎王，于是西南诸夷皆争求内属。武帝乃以邛都为越嶲郡（治所在今四川西昌市东），以筰都为沈黎郡（治所在今四川汉源县东北），以冉駹为汶山郡（治所在今四川茂汶县北），以白马为武都郡（治所在今甘肃武都县东北）。元封二年（前109年），武帝发兵攻滇，降滇王，以其地为益州郡（治所在今云南晋宁县东），同时赐滇王王印，使治其部族。于是今西南大部分地区均归入西汉版图，汉朝的西南边界扩展到今高黎贡山和哀牢山一线。
居住在我国东北地区的乌桓、鲜卑等少数民族，汉代称之为“东胡”。乌桓活动于今西喇木伦河以北的乌桓山一带。乌桓人“俗善骑射，弋猎禽兽为事，随水草放牧，居无常处”。他们也经营农业，种植耐寒耐旱的穄和东墙（黑色糜子）。乌桓“男子能作弓矢鞍勒，锻金铁为兵器”，妇女能刺绣，善于编织毛织品，部落中“有勇健能理决斗讼者，推为大人”。自“大人以下各自畜牧营产，不相徭役”。西汉初年，乌桓为匈奴冒顿单于所破，臣服于匈奴，每年被迫缴纳牛马羊皮。汉武帝派霍去病率军击败匈奴左部后，乌桓被徙于上谷、渔阳、右北平、辽西、辽东五郡（今河北北部及辽宁南部），设乌桓校尉进行统辖。
鲜卑最初与乌桓同为东胡部落，言语、习俗与乌桓同。公元前3世纪末，匈奴破东胡后，迁至辽东塞外鲜卑山，遂以山名为族号。汉武帝时，乌桓降汉，南移至老哈河流域，鲜卑亦向西南推进，居住在今西喇木伦河流域，与乌桓为邻，也受匈奴贵族的奴役。
西汉时期，东夷之族，也分化为许多部族或种族。其分布于今沈阳以北者曰夫余，分布于鸭绿江北岸者曰高句丽，分布于朝鲜半岛之东者曰濊貊，之西者曰朝鲜。秦末，中原大乱，燕、齐、赵人，避乱而徙往辽东者数万口。汉初，“燕王卢绾反，入匈奴。（燕人卫）满亡命，聚党千余人椎结（发髻）蛮夷服而东走出塞，渡浿水（今朝鲜清川江），居秦故空地上下鄣（云鄣，属乐浪郡），稍役属真番（约在今朝鲜信川一带），朝鲜蛮夷及故燕、齐亡命者王之，都王险（今朝鲜平壤）”。卫满在朝鲜建立了政权，当时朝鲜的疆域大致包括今辽宁东部、吉林西南和朝鲜半岛的西北部。汉辽东太守和卫满相约，“满为外臣，保塞外蛮夷，无使盗边；诸蛮夷君长欲入见天子，勿得禁止”。卫满利用这一政治优势，逐步统一了朝鲜北部。元朔元年（前128年），濊貊君主南闾率其部属28万人归服汉朝，汉以其地为苍海郡（今朝鲜北部东海岸）。后来卫满传位于其孙右渠，右渠大量招诱逃亡汉人，又不入觐汉朝皇帝，并阻遏半岛上其他小国。元封三年（前109年），汉武帝派涉何出使朝鲜，晓谕右渠遵守前约，右渠终不肯奉诏。武帝派楼船将军杨仆率军从齐浮渤海，左将军荀彘出辽东，两路讨伐右渠。次年，朝鲜贵族大臣参等使人杀右渠来降。武帝封参等为列侯，分其地为四郡：乐浪郡（治朝鲜，今平壤）、玄菟郡（初治夫租，今朝鲜咸兴，后迁高句骊，今辽宁新宾西）、临屯郡（治东暆，今朝鲜江陵）、真番郡（约在今朝鲜信川一带），辖境南至朝鲜半岛中部江华湾一线。
西汉的疆域在武帝后期达到极盛。由于扩展太快，建置过多，兵力和财力不能适应，加上有些地方官的苛政，引起当地人民的反抗，因此，其后在局部地区曾有所收缩。如武帝末年撤销了沈黎郡，并入了相邻的蜀郡。但总的来说，从武帝以后，西汉的疆域基本上是稳定的。汉武帝时期疆域的扩展和边疆的开发，为以后中国的广袤疆域奠定了初步基础。
名家回眸
荀悦在《汉纪》里对汉武帝评价说：“武皇帝恢万世业，内脩文学，外曜武威，延天下之士，济济盈朝，兴事创制，无所不施，先王之风，粲然存矣，然犹好其文，未尽其实，发其始，不克其终，奢侈无限，穷兵极武，百姓空竭，万民罢弊，当此之时，天下骚然，海内无聊，而孝文之业衰矣。”
汉匈交恶，北击匈奴汉朝建立以后，一直受着北方强大的匈奴族的威胁。武帝以前各代皇帝均采取“和亲”政策。武帝时由于国力空前强盛，反击匈奴条件成熟了，遂于前133~前119年对匈奴展开了大规模的反击。
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