汉武帝问张骞道：“那昆莫就什么也没有做吗？”张骞说道：“陛下请听臣细细道来。自匈奴老王死后，乌孙和匈奴的感情就日渐生疏，常常会生冲突。这引起西域小国，无不贪恋中国的玉帛和汉室女子，如果我们能遣使，赐以金帛，约为婚姻，那乌孙必来归附。这样联乌孙以制匈奴，才是断匈奴右臂，一劳永逸之事。”张骞的这一番话还真的打动了汉武帝，他起用张骞为中郎将，在公元前119年，张骞带了随从三百人，六百匹马，万头牛羊、千万金银，浩浩荡荡出使乌孙，以打通向西域的通道，另一方面也是斩断匈奴与乌孙之间的联系。当时因为霍去病已经打通了河西走廊，汉朝与西域之间已经实现了直通，这一次张骞出使并没有遇到什么风险，而是顺风顺水的到达了乌孙。
乌孙地处葱岭以北，是西域诸国中一个较强大的国家，习俗与匈奴相近。张骞到了之后才现自己来不逢时，当时乌孙国王昆莫已老，他的几个儿子为争王位，把整个国家弄得乌七八糟的，整个乌孙国已经分裂为三，现在他们已经自顾不暇了，哪里还有心思来接待远途而来的汉朝使者。张骞到乌孙虽然并没有达到最初的目的，但他还是利用在这里停留的机会，派出许多使者分别到达大宛、康居、大月氏、大夏、安息、身毒等国去访问。因为张骞此次出使西域，一切准备的都很充足，财力雄厚，人力众多，所以他安排的这番大规模外交行动，秀有成就。各国都派使者答聘，一时间乌孙国内云集了各国来的使者，乌孙国一见这么多国家的人都对汉朝的使者如此器重，也就改变了最初的态度，到张骞回国的时候也派了使者数十人，拾骏马数十匹，随张骞来中国观光。各国的使者，久闻汉朝国势鼎盛，但只是听闻而未亲眼所见，一直到了长安之后，他们现长安城中宫殿之宏伟，帝王之尊严，兵马之雄壮，民众之富强，无不叹为观止。等各国使者回到自己的国家的时候，把这些情况都原原本本的告诉了本国的君主，把汉朝说得和天堂一般。从此乌孙与西域众国与汉朝的关系朝前迈进了一步。张骞是在公元前115年回到长安的，被拜为大行令，位列九卿，专门管理对外联络。可惜的是，张骞未能亲眼目睹他同西域各国联络的成果。因为劳累过度，他回国后一年多去世了。
在汉武帝晚年的时候，经常为自己百年之后的事情而烦心，当时有个燕王李旦聪明博学，也有口才，而且他认为自己按照长幼次序，应该会被立为太子，就上书请求回京伺侯皇帝，汉武帝接到了这封奏章之后，很是生气，盛怒之下把刘旦派来的使者给杀了。又听闻刘旦经常私自收留逃亡的罪犯，恐有不臣之心，汉武帝就下令削去燕国封地中的良乡、安次、文安三个县，而且自此以后武帝对燕王很是讨厌。他还有一个大一点儿的儿子广陵王刘胥，此人勇武有力，但举止根本就不像是一个皇室中人，言谈举止都不合法度，所以这两个人都没有被汉武帝看做皇位的继承人。可是刘弗陵却很对他的心意，刘弗陵年纪虽然尚小，但长得很是高大，又很聪明，很是得汉武帝的喜爱，所以也特别想立他为太子，只是汉武帝所担心的就是刘弗陵太小，而他的母亲又太年轻了，如果真的以后刘弗陵登上皇位的话，恐怕会有变故的。
汉武帝暗中却在挑选着将来可以辅佐刘弗陵的大臣，在满朝文武当中武帝现只有霍光比较忠诚可靠，便让一个小黄门画了一幅周公背周成王接受诸侯王朝拜的图送给了霍光。又过了一段时间，汉武帝又借故把赵姬送入了监狱，接着又处以极刑。到了后来汉武帝问他身边的人道：“朕处死弗陵的母亲，外面的人都是怎么说的呢？”身边的人说道：“陛下，请恕臣直言，人们都说陛下如果想要立她的儿子为太子，可是为什么又要杀她呢？此事着实令人费解。请陛下明示。”汉武帝微微一笑说道：“也难怪你们不知道，朕的心思如果都被你们猜到了，那我这皇帝还有什么意思，自古以来，国家之所以会乱，都是因为国君年纪小，而母亲正在壮年，如果女人单独主持朝政的话，就会骄横妄为，荒淫放纵，而且将会无法制止，难道你们没有听说过吕后的事情吗？朕不想那种惨事再出现，所以朕必须要事先除掉她，以免到了朕百年之后，无人可以制止。”汉武帝说完之后，他身边的人才明白武帝的意思，只是有的人心里很不以为然，认为武帝这种想法太过偏激了，大可以事先安排好一切，不许赵姬插手朝政啊，哪里用得着非得处死呢？
在公元前87年二月，汉武帝病势危重，他也自知自己可能将不久于人世了，便派人把霍光召进宫里来。霍光进了宫以后，现汉武帝的病势如此沉重，不由得痛哭失声道：“陛下呀，您的龙体如此欠安，如果您万一有不测的话，那将来的皇位可是要出大乱子的呀！”如果平时有人这么说的话，汉武帝轻者处以下狱，重者则会被砍头，而这一次汉武帝却一反常态的说道：“霍光，朕此次召你前来，是想问你一件事，你有没有留得朕赐你的那幅画，而你又有没有理解那幅画的意思？”霍光说道：“臣一直留在身边，只是画中的意思，臣还尚未参透。”汉武帝苦笑道：“你是故意装作不知道的，你肯定早就看出来什么意思了，也罢朕就替你说了吧，朕想立最小的刘弗陵，而且想要你来担当周公的角色。”霍光一听大惊失色道：“不，不，陛下，臣哪里有此等德行，也没有如此才能，如果陛下真要挑选辅政大臣的话，臣不如金日殚。”而这个时候金日殚刚刚走进来，正好听到了汉武帝和霍光的谈话，听到霍光这么说，金日殚说道：“不，陛下，万万使不得，臣乃是外邦之人，而霍光是中原人，如果由我来辅佐少主的话，那匈奴会轻视我们大汉的。”汉武帝也说道：“你们就不要互相推辞了，朕自有主张。”
在十二日，汉武帝下诏，立只有八岁的刘弗陵为太子。十三日任命霍光为大司马，大将军，金日碑为车骑将军，太仆上官桀为左将军，他们一起接受遗诏，辅佐少主，几个人都在汉武帝的病榻前接受了诏书。十四日，汉武帝终于与世长辞。
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