В годы его правления империя расширилась до Ферганской долины на западе, северной Кореи на северо-востоке, северного Вьетнама на юге. Было нанесено поражение сюнну, на восток был послан дипломат Чжан Цянь для установления союза с юэчжи (137 до н. э.), был задействован Великий Шёлковый путь, расширились контакты с Центральной Азией, в Китай проникла информация о буддизме, император установил буддийские статуи и проводил буддийские ритуалы.
Император провёл перепись населения. Учредил систему экзаменов на чиновничьи должности и развил систему школ для обучения конфуцианству, эта система сохранилась и поддерживалась в течение всей истории имперского Китая.
У-ди был десятым сыном своего отца Цзин-ди, его мать Ван Чжи была любимой наложницей императора. Она была прежде замужем и имела дочь, однако яньский принц Цзан Ту (??) счёл благоприятным поднести её в дар наследному принцу и развёл её с мужем.
Сын родился вскоре после восхождения Цзин-ди на трон, его назвали Лю Чжи (??). Жена императора Бо не имела детей. Первоначально наследником престола был назначен принц Жун, сын наложницы Ли. Однако наложница Ли отличалась резким нравом, и сестра императора Пяо предостерегла его, как бы Ли не стала подобной императрице Люй-хоу. Жун был лишён престолонаследия, Ли вошла в немилость и вскоре умерла, а Жун покончил собой. Наложница Ван получила статус императрицы, а принц Чжи — наследника престола. Он занял трон в возрасте 16 лет.
Молодой император стал способствовать развитию конфуцианства. Он организовал экзамены, по результатам которых 100 молодых студентов получили высокие чиновничьи должности, большинство из них не входило в аристократические семьи. Этот обычай привился в Китае, с этого момента конфуцианство стало официальной доктриной, на которой держалось государство. Те, кто писал лучшие экзаменационные сочинения, получали высокие должности вплоть до губернаторских или министерских
В первые годы правления доминировали вдовствующие императрицы Доу (бабушка императора) и Ван (мать императора) и сводный брат его матери Тянь Фэн (??), носяший титул Уань-хоу, который стал главнокомандующим. Разразилась борьба между бабушкой Доу (приверженицей даосизма) и конфуцианскими советниками. В 139 до н. э. высшие чиновники-конфуцианцы Чжао Вань (??) и Ван Цзан (??) были обвинены в коррупции и покончили с собой в тюрьме. Император ничего не смог поделать.
В дальнейшем император стал постепенно смещать высших чиновников старшего поколения, заменяя молодыми активными и талантливыми. При этом он жёстко карал за нарушение законов и коррупцию, вплоть до смертной казни. Однако он ценил даже опальных чиновников, которые осмеливались перечить императору.
В 135 до н. э. умерла императрица Доу, император постепенно начинал забирать власть в свои руки.
Император стал проявлять военно-дипломатические таланты, которые привели к расширению империи. В 138 до н. э. Миньюэ (на территории современной провинции Фуцзянь) атаковало Дунхай (совр. Чжэцзян), и Дунхай попросил помощи Хань. Император быстро организовал военную экспедицию. Потом он также несколько раз откликался на призывы о помощи и присоединял малые государства, играя на противоречиях и опираясь на местную аристократию.
В 133 до н. э. в результате инцидента был прерван мир с сюнну.
В 129 до н. э. сюнну атаковали область Шангу (??, провинция Хэбэй), У-Ди снарядил четырёх генералов с десятитысячным конным войском против сюнну. Трое потерпели поражение, Вэй Цин сумел организовать поход до священных мест сюнну, в 127 до н. э. он занял район Шофан (??) на западе Внутренней Монголии, который стал плацдармом для дальнейших действий против гуннов. В 124 до н. э. Вэй Цин одержал большую победу, взяв в плен 15000 сюнну. Его племянник Хо в 121 до н. э. победил гуннских принцев Сюньсе (???) и Сюту (???). У-ди назначил пять военачальников для контродя над занятым районом Ганьсу, который прочно вошёл в состав Китая и стал плацдармом для дальнейшей экспансии в Синьцзян (??) и Фергану.
В 139 до н. э. Чжан Цянь был послан в государство юэчжи, которое было вытеснено сюнну из Ганьсу на запад, в поисках военной поддержки против сюнну. Чжан смог бежать из сюннского плена и добрался до Самарканда. Ханьский Китай установил дипломатические отношения с юэчжи, Даюань (Коканд), Кангюй. В 126 до н. э. Чжан вернулся и составил доклад перед императором об успешной миссии. Когда Хань укрепилась в Ганьсу, началось регулярное сообщение послов с Синьцзяном.
На юго-западе У-ди снарядил экспедиции против Наньюэ, получив поддержку племенных царств. Ханьский посол Тан Мэн (??) привёз к племенным царям богатые дары, и в провинции Сычуань была организована область Цзянвэй (??) для управления племенами, однако постоянные бунты племён было трудно сдерживать. После возвращения Чжан Цяня из Центральной Азии императору был представлен доклад о преимуществах путей в Индию и Парфию, император стал всерьёз рассматривать пути через Юньнань и Сычуань и направил послов с целью подчинить государства Елан и Дянь (?, современный Юньнань).
На северо-востоке У-ди вторгся в Корею и установил там область Цанхай (??), но не смог удержать и отступил в 126 до н. э..
В 119 до н. э. У-ди разорвал мирный договор с сюнну, атака генералов Вэй и Хуа привела к большой победе. Сюнну снова попросили мира, но У-ди хотел поставить их в вассальную зависимость.
В это же время император стал продвигать жестоких губернаторов и чиновников, считая что суровые наказания приведут к порядку.
В этот период У-ди стал предпринимать активные поиски бессмертия, для чего связался с магами и заклинателями. Поиски происходили в нескольких направлениях.
Шаманы из царства Юэ демонстрировали общения с умершими, они же организовывали беседы с духами.
Маги из царства Ци занимались поисками бессмертных и небожителей, организовывая жертвоприношения на священных горах и морские экспедиции в поисках острова Пэнлай, где живут бессмертные.
Учёные пытались определить благоприятные моменты и истолковать знамения, предпринимались попытки реформы календаря.
Временами определённые маги начинали пользоваться большим доверием императора, он жаловал им высокие должности и снабжал деньгами для экспедиций. Однако он тщательно перепроверял их способности и при подозрениях в шарлатанстве казнил.
В своём служении духам У-ди стал подражать древнему императору Хуан-ди, которому удалось достичь бессмертия. Он установил жертвоприношения на горе Тайшань, неоднократно поднимался на неё, часто с небольшим количеством спутников. Он восстановил древние ритуалы поклонения небесным духам в той форме, в которой предположительно их соблюдал Хуан-ди. Для духов он построил несколько крупных башен.
В 113 до н. э. император провёл на горе Тайшань великую жертвенную церемонию фэншань (??) духам Неба и Земли, подражая древним, он обратился к духам с просьбой о бессмертии. На горе было построено большое количество храмов для регулярных жертвоприношений. Последнюю жертву император принес в 98 до н. э..
Комментируя знамения, он неоднократно менял эру правления, установил благоприятный год, когда главенствующая стихия сменилась на стихию Земли, и перенёс начало года. Он призвал учёных упорядочить летописи и календари, значительную работу проделал при этом Сыма Цянь.
Принц Лю Ань, внук первого ханьского императора Лю Бана и правитель области Хуайнань, как человек высокой учёности и таланта, был долгое время советником императора. В 139 г. до н.э. он преподнёс императору трактат Хуайнань-цзы, составленный «восемью хуайнаньскими мудрецами» при его дворе, который особенно известен главами даосского содержания. В 122 до н. э. Лю Ань был схвачен за подготовку путча вместе со своим братом Лю Цы (??), правителем области Хэншань, посажен в тюрьму, где покончил собой.
С 113 до н. э. император становился всё более жёстким. Он легко смещал и наказывал губернаторов, во время его поездок по стране немало местных чиновников вынуждены были покончить собой из-за невозможности обеспечить питание и надлежащий приём огромной императорской свите. В поисках бессмертия он стал давать магам высокие должности, например, Луань Да (??) получил даже титул хоу и принцессу в жёны, однако был казнён за шарлатанство.
В 112 до н. э. в царстве Наньюэ (Гуандун, Гуанси, север Вьетнама) возник конфликт, который привёл к интервенции ханьских войск. После сложных событий в 111 до н. э. ханьские войска заняли столицу Панью (??, современное Гуанчжоу) и присоединили всю территорию царства, разделив её на 9 областей.
Затем царство Миньюэ (совр. Фуцзянь), опасаясь вторжения, предприняло атаку на Хань и частично заняло несколько городов в Наньюэ. В 110 до н. э. под давлением Хань в Наньюэ произошёл переворот, после чего войска сдались империи Хань. Население царства было переселено во внутренние территории Китая.
Так как походы, жертвоприношения, строительства дворцов и башен требовали немалых средств, министр земледелия Сан Хунъян (???) предложил установить государственную монополию на соль и железо, что в конце концов укрепилось в Китае и приносило хорошую прибыль в казну.
В 109 до н. э. У-ди предпринял поход в Ляодун и Корею против государства Кочосон и династии Чосон Вимана, одержал победу, занял Пхеньян и разделил Кочосон на четыре области.
В том же году была послана армия в королевство Дянь (восток провинции Юньнань, царь сдался, ему оставили титул, а царство разделили на пять областей.
В 108 до н. э генерал Чжао Пону (???) совершил поход в Синьцзян (Сюлу) и подчинил царства Лулань к северу от пустыни Такламакан и Чеши (современный Турфан).
В 105 до н. э. император отдал в жёны царю Куньмо (??) государства Усунь в бассейне озера Иссык-Куль принцессу из отдалённой ветви императорского рода. Фамильные связи привели к долгосрочному союзу с царством Усунь.
В 104 до н. э. был совершён знаменитый поход в государство Давань (иначе Даянь, Коканд, Фергана). Правитель Даваня отказался отдать лучших лошадей, а послы от У-вана были казнены. Император послал генерала Ли Гуанли (???) на Давань, войска, не обеспеченные продовольствием, испытывали лишения, но в 102 до н. э. Ли осадил Давань, отрезал город от водоснабждения, одержал победу и забрал в качестве трофея великолепных лошадей. Эта победа принудила правителей Синьцзяна подчиниться Китаю.
Отношения с сюнну развивались с переменным успехом. Во время похода на Давань в 103 до н. э. сюнну взяли в плен армию полководца Чжао Пону, однако после событий в Фергане сюнну испугались и стали вести переговоры. Переговоры сорвались, китайских послов заподозрили в заговоре. В 99 до н. э. была организована ещё одна неудачная экспедиция против сюнну, в это время один из военачальников Ли Лин был казнён по доносу, историограф Сыма Цянь пытался за его вступиться, но был подвергнут наказанию — кастрации.
В 106 до н. э. император затеял изменение административного деления империи, были созданы 13 префектур (чжоу, ?), позднее были введены должности губернаторов. Начальники префектур по новому положению должны быть сменяемыми, чтобы пресечь коррупцию.
В 104 до н. э. У-ван построил роскошный дворец Цзяньчжан (???), предназначенный также призывать духов.
В 100 до н. э. под гнётом налогов на военные походы и роскошное строительство по империи прокатились народные бунты. Император издал указ, по которому должностные лица отвечали своей жизнью за бунты. В результате администраторы стали скрывать крестьянские бунты вместо того, чтобы с ними бороться.
У императора стала развиваться паранойя. В 96 до н. э. началась охота на ведьм. На основании снов, галлюцинаций и гаданий император стал подозревать своих приближённых, проводить дознания и жестоко казнить. По подозрению в использовании магии были казнены многие высшие чиновники вместе со всеми их кланами. Первый процесс начался против старшего зятя императора Гуньсунь Хэ (???), занимавшего должность премьер-министра, и его сына Гуньсунь Цзиншэна (????), сын был обвинён в коррупции. Весь род был казнён. Две старших сестры наследного принца Цзю, Яоши (????) и Чжуи (????) и двоюродный брат Вэй Кан (??) за разного рода прегрешения и за использование магии были казнены 91 до н. э..
В 94 до н. э. у У-вана родился сын Лю Фулин, который позднее стал императором Чжао-ди. Сына родила любимая наложница Чжао, когда У-ди было 62 года, период беременности длился 14 месяцев, как при рождении легендарного императора Яо. Пошли слухи, что император хочет сделать Фулина наследником, которые дошли до ушей Цзю, бывшего тогда наследником от императрицы Вэй.
С другой стороны, глава тайной полиции Цзян Чун (??) и главный евнух гарема Су Вэнь (??) готовили компрометирующие материалы против принца Лю Цзю, поскольку они уже имели опыт в охоте на ведьм. Они подбросили ему кукол для колдовства и тексты с магическими надписями. Принц Цзю, узнав про обвинения, явился к Цзяну, обвинил его в интригах и самолично убил его, Су сумел бежать.
Узнав об этом, император послал гонца к принцу Цзю, но гонец не поехал в Чанъань, а вернулся, ложно заявив, что принц Лю Цзю поднял мятеж. Премьер-министр Лю Цюмао (???) получил приказ собрать войска и подавить бунт.
После пяти дней уличных схваток принц Цзю почувствовал, что отец его не поддерживает и близится поражение, и бежал. Его домашние, кроме месячного Лю Бинъи, были схвачены и убиты, императрица Вэй покончила с собой.
Принц Цзю находился в бегах, жил какое-то время в доме крестьянина, но потом был пойман и покончил с собой, его сыновья были убиты солдатами, но один годовалый сын Лю Бинъи был взят под стражу и через много лет стал императором Сюань-ди.
В последующие годы охота на ведьм продолжалась, её жертвами стали премьер-министр Лю Цумао и генерал Ли Гуанли, одержавший победы над сюнну, дело сфабриковал Го Жан (??). Генерал Ли, пытаясь заслужить милость императора, предпринял рискованную атаку на сюнну, но атака была неудачной. Род и того и другого был уничтожен по подозрению в использовании магии.
В 89 до н. э. император стал сожалеть о содеянном, особенно он горевал о сыне Цзю и казнил доносчика Су и семью Цзяна, соорудил алтарь памяти сына, а также принёс публичные извинения перед всем народом за свои прежние ошибки. Император остановил войны и борьбу за расширение царства и всерьёз занялся развитием земледелия.
В 88 до н. э. император серьёзно заболел, и возникла проблема престолонаследия. Он решил, что наиболее подходящим наследником будет младший сын Фулин, и назначил Хо Гуана будущим регентом, признав его честным и талантливым. Он казнил мать Фулина наложницу Чжао, чтобы не повторилась история со вдовствующей императрицей Люй-хоу. Он назначил также двух дополнительнх со-регентов. В 87 до н. э. император умер после того, как назначил Фулина престолонаследником, который правил 13 лет под титулом Чжао-ди.
После смерти императора Хо Гуан решил, что наложница Ли должна последовать за ним. Они были похоронены в «китайской пирамиде» в Маолине (кит. ??), пирамида сохранилась до настоящего времени.
Историки высоко оценивают период правления У-ди — признают увеличение территории, установление многих законов, которые потом поддерживались многие годы, укрепление конфуцианства. Была создана империя, превосходящая Рим.
С другой стороны, У-ди критикуют за экстравагантность, тиранию и эксплуатацию населения, на плечи которого тяжёлым бременем ложились его проекты. Поэтому его сравнивают с Цинь Шихуаном. Он опирался на легизм, управляя с помощью жестоких наказаний. Практически все премьер-министры при У-ди были казнены или покончили собой или были убиты после отставки. Кастрация также нередко применялась как наказание.