Trong 54 năm ở ngôi, Hán Vũ Đế đặt 11 niên hiệu. Điều đáng chú ý là 6 niên hiệu đầu được ông đều đặn đổi 6 năm 1 lần; 4 niên hiệu sau đó đổi đều đặn 4 năm 1 lần; niên hiệu cuối cùng được 2 năm thì ông qua đời:

• Kiến Nguyên (建元; 140 - 135 TCN)
• Nguyên Quang (元光; 134 - 129 TCN)
• Nguyên Sóc (元朔; 128-123 TCN)
• Nguyên Thú (元狩; 122 - 117 TCN)
• Nguyên Đỉnh (元鼎; 116 - 111 TCN)
• Nguyên Phong (元封; 110 - 105 TCN)
• Thái Sơ (太初; 104 - 101 TCN)
• Thiên Hán (天漢; 100 - 97 TCN)
• Thái Thủy (太始; 96 - 93 TCN)
• Chính Hòa (征和; 92 - 89 TCN)
• Hậu Nguyên (後元; 88 - 87 TCN)