高帝五年（公元前202年）正月，追尊长兄刘伯为武哀侯，以楚义帝无后，徙齐王韩信为楚王，王楚地。魏相国彭越定梁地，拜为梁王。诸侯及将相们共同尊请汉王刘邦为帝。刘邦说：“吾闻帝贤者有也，空言虚语，非所守也，吾不敢当帝位。”群臣们都说：“大王起微细，诛暴逆，平定四海，有功者辄裂地而封为王侯。
大王不尊号，皆疑不信。臣等以死守之。”刘邦辞让再三，实在推辞不过了，说：“诸君必以为便，便国家。” 汉五年二月甲午，刘邦于泛水之阳即皇帝位，定都洛阳（不久迁至长安），定国号为汉，史称西汉。并立王后吕雉为皇后，立太子刘盈为皇太子，追尊母为昭灵夫人。
高帝六年（公元前201年）正月，封赏功臣。由于群臣争功，一年多了，功劳大小没能决定下来。刘邦认为萧何的功劳最显赫，封他为酂侯，给予的食邑也最多。功臣们都说：“臣等身被坚执锐，多者百余战，少者数十合，攻城掠地，大小各有差。今萧何未尝有汗马之劳，徒持文墨议论，不战，顾反居臣等上，何也？”
刘邦说：“诸君知猎乎？”群臣回答说：“知之。”刘邦又问“知猎狗乎？”群臣说：“知之。”刘邦说：“夫猎，追杀兽兔者狗也，而发踪指示兽处者人也。今诸君徒能得走兽耳，功狗也。至如萧何，发踪指示，功人也。且诸君独以身随我，多者两三人。今萧何举宗数十人皆随我，功不可忘也。”群臣就不敢再言语了。 张良不曾有战功，刘邦说：“运筹策帷帐中，决胜千里外，子房功也。自择齐三万户。”
张良说：“始臣起下邳，与上会留（今江苏沛县东南），此天以臣授陛下。陛下用臣计，幸而时中，臣原封留足矣，不敢当三万户。”于是封张良为留侯，同萧何等人一起受封。 刘邦已封赏功臣二十多人，其余的人日夜争功，不能决定高下，未能进行封赏。刘邦在洛阳南宫，从桥上望见一些将领常常坐在沙地上彼此议论。
刘邦说：“此何语？”张良说：“陛下不知乎？此谋反耳。”刘邦说：“天下属安定，何故反乎？”张良说：“陛下起布衣，以此属取天下，今陛下为天子，而所封皆萧、曹故人所亲爱，而所诛者皆生平所仇怨。今军吏计功，以天下不足遍封，此属畏陛下不能尽封，恐又见疑平生过失及诛，故即相聚谋反耳。”刘邦忧心忡忡地说：“为之奈何？”
张良说：“上平生所憎，群臣所共知，谁最甚者？”刘邦说：“雍齿与我故，数尝窘辱我。我欲杀之，为其功多，故不忍。”张良说：“今急先封雍齿以示群臣，群臣见雍齿封，则人人自坚矣。”于是刘邦便摆设酒宴，封雍齿为什方侯，并紧迫地催促丞相、御史评定功劳，施行封赏。
酒宴后，群臣都高兴地说：“雍齿尚为侯，我属无患矣。” 群臣均已受到封赏，待到向刘邦进言评定位次时，群臣都说：“平阳侯曹参身被七十创，攻城掠地，功最多，宜第一。”刘邦已经委屈了功臣们，多封赏了萧何，就没有再反驳大家，但还是想把他排在第一位。关内侯鄂千秋进言：“群臣议皆误。夫曹参虽有野战略地之功，此特一时之事。
夫上与楚相距五岁，常失军亡众，逃身遁者数矣。然萧何常从关中遣军补其处，非上所诏令召，而数万众会上之乏绝者数矣。夫汉与楚相守荥阳数年，军无见粮，萧何转漕关中，给食不乏。陛下虽数亡山东，萧何常全关中以待陛下，此万世之功也。今虽亡曹参等百数，何缺于汉？汉得之不必待以全。奈何欲以一旦之功而加万世之功哉！萧何第一，曹参次之。”
刘邦说：“善。”于是定萧何为第一位，特恩许他带剑穿鞋上殿，上朝时可以不按礼仪小步快走。 刘邦说：“吾闻进贤受上赏。萧何功虽高，得鄂君乃益明。”于是加封鄂千秋为通侯，称安平侯。当天，萧何父子兄弟十多人都封有食邑。
后又加封萧何两千户，这是因为刘邦为亭长，当年到咸阳服役时，萧何多送给自己二百钱的缘故。 刘邦称帝后不久，在洛阳南宫设酒席宴请群臣。刘邦问：“列侯诸将无敢隐朕，皆言其情。吾所以有天下者何？项氏之所以失天下者何？”
高起、王陵进言：“陛下慢而侮人，项羽仁而爱人。然陛下使人攻城掠地，所降下者因以予之，与天下同利也。项羽妒贤嫉能，有功者害之，贤者疑之，战胜而不予人功，得地而不予人利，此所以失天下也。”刘邦说：“公知其一，未知其二。夫运筹策帷帐之中，决胜于千里之外，吾不如子房。
镇国家，抚百姓，给馈饷，不绝粮道，吾不如萧何。连百万之军，战必胜，攻必取，吾不如韩信。此三者，皆人杰也，吾能用之，此吾所以取天下也。项羽有一范增而不能用，此其所以为我擒也”。 娄敬劝刘邦说：“都关中。”刘邦尚对此心有疑虑。左右的大臣都是关东地区的人，多数劝刘邦定都洛阳，他们说周朝定都洛阳，拥有天下数百年；秦朝定都关中，到秦二世就灭亡了。
洛阳位居“天下之中”，便于四面八方的物资供给，而且四周群山环绕，背靠邙山，东有成皋，西有崤函，背对黄河，面向伊水和洛水，土地肥沃，地势险要，形势完固，足以设险守国。” 张良说：“洛阳虽有此固，其中小，不过数百里，田地薄，四面受敌，此非用武之国也。
夫关中左殽函，右陇蜀，沃野千里，南有巴蜀之饶，北有胡苑之利，阻三面而守，独以一面东制诸侯。诸侯安定，河渭漕挽天下，西给京师；诸侯有变，顺流而下，足以委输。此所谓金城千里，天府之国也，娄敬之说是也。”
于是刘邦当即决定起驾，往西关定都关中，并拜娄敬为郎中，赐刘姓。 刘邦称帝后，将士兵都遣散回家。下令各诸侯子弟留在关中的，免除赋税徭役十二年，回到封国去的免除赋税徭役六年，国家供养他们一年。凡民以饥饿自卖为奴婢者，皆免为庶人。
高帝十二年（公元前195年）二月，他又连下2诏，布告天下，朝廷立意要轻徭薄赋。而各郡国对朝廷贡献过多，于是下诏规定数额，并规定进奉日期是每年的10月。 汉初实行的十五税一制，更是轻徭薄赋政策的明显例证。 刘邦早年放荡不羁，轻视儒生，称帝以后，仍认为读书无用。
儒生陆贾在刘邦面前必言《诗经》、《书经》。刘邦破口大骂说：“你老子我居马上得了天下，安事《诗》、《书》！”陆贾据理力争地说：“马上得之，宁可以马上治乎？且商汤、周武王逆取而以顺守之，文武并用，长久之术也。昔者吴王夫差、智伯极武而亡；秦任刑法不变，卒灭赵氏。乡使秦以并天下，行仁义，法先圣，陛下安得而有之？”
刘邦虽然有点尴尬，但还是对陆贾说：“试为我着秦所以失天下，吾所以得之者何，及古成败之国。”于是命陆贾论述国家兴衰存亡的征兆和原因，共写十二篇。每写完一篇就上奏给刘邦，刘邦无不称赞，左右群臣皆高呼万岁，他称这部书为《新语》。 后来刘邦因为平定英布叛乱回途路经山东，还亲自准备祭品，祭祀了孔子。
刘邦称帝后，鉴于全国新形势，感到：“三章之法，不足以御奸。”于是令萧何参照秦朝法律：“取其宜于时者，作律九章。”萧何在保留《秦律》六章的基础上，补充了《户律》、《厩律》、《兴律》三章，史称《九章律》。 汉高帝五年（公元前202年），天下已经统一，诸侯们在定陶共同尊推汉王刘邦为皇帝，叔孙通负责拟定仪式礼节。
当时刘邦把秦朝的那些严苛的仪礼法规全部取消，只是拟定了一些简单易行的规矩。可是群臣在朝廷饮酒作乐争论功劳，醉了有的狂呼乱叫，甚至拔出剑来坎削庭中立柱，刘邦为这事感到头疼。叔孙通知道皇帝愈来愈讨厌这类事，就劝说道：“夫儒者难与进取，可与守成。臣原征鲁诸生，与臣弟子共起朝仪。”刘邦说：“得无难乎？”叔孙通说：“五帝异乐，三王不同礼。礼者，因时世人情为之节文者也。故夏、殷、周之礼所因损益可知者，谓不相复也。臣原颇采古礼与秦仪杂就之。”
刘邦说：“可试为之，令易知，度吾所能行为之。” 叔孙通就与征来的三十人一起向西来到都城，他们和皇帝左右有学问的侍从以及叔孙通的弟子一百多人，在郊外拉起绳子表示施礼的处所，立上茅草代表位次的尊卑进行演练。演习了一个多月，叔孙通说：“上可试观。”皇帝视察后，让他们向自己行礼，然后说：“吾能为此。”于是命令群臣都来学习，这时正巧是十月，能进行岁首朝会的实际排练。
汉高帝七年（公元前200年），长乐宫已经建成，各诸侯王及朝廷群臣都来朝拜皇帝参加岁首大典。当时的朝仪是：天亮时，由谒者掌礼，来访者依次进入殿门。宫中设有车骑、步卒守卫，以及兵器、旗帜等。殿上传言：“趋”，殿下郎中侠陛，陛数百人入殿。功臣、列侯、将军及其他军官在西列队，向东而立；文官自丞相以下在东列队，向西而立。
大行依爵位高低宣示来宾上殿。于是皇帝乘辇出房，百官手执帜 陈道明版刘邦 ，宫内侍从坐在殿上，全部伏下，以来宾尊卑依次敬酒。九觞酒后，谒者宣布：“罢酒”。御史在场内执法，见到不依礼仪的人便立刻把他带走。整个酒会过程中都没有人敢喧哗失礼。 大典之后，刘邦非常得意地说：“吾乃今日知为皇帝之贵也。”
于是授给叔孙通太常的官职，赏赐黄金500斤。随叔孙通入京的儒生获汉高祖封为郎，另外叔孙通把赏赐所得全数分赠随行的儒生。 刘邦晚年宠幸爱戚夫人而疏远了吕后，又认为吕后所生太子刘盈（汉惠帝）过于软弱，多次想废黜太子而改立戚氏之子赵王刘如意。 吕后很惊慌，不知如何保住太子。有人对吕后说：“留侯善画计?，上信用之。”
吕后就派建成侯吕泽胁迫留侯张良说：“君常为上谋臣，今上欲易太子，君安得高枕而卧乎？”张良说：“始上数在困急之中，幸用臣?。今天下安定，以爱欲易太子，骨肉之间，虽臣等百余人何益。”吕泽竭力要挟说：“为我画计。”张良说：“此难以口舌争也。顾上有不能致者，天下有四人。四人者年老矣，皆以为上慢侮人，故逃匿山中，义不为汉臣。然上高此四人。今公诚能无爱金玉璧帛，令太子为书，卑辞安车，因使辩士固请，宜来。
来，以为客，时时从入朝，令上见之，则必异而问之。问之，上知此四人贤，则一助也。”于是吕后让吕泽派人携带太子的书信，用谦恭的言辞和丰厚的礼品，迎请这四个人。四个人来了，就住在建成侯的府第中为客。 汉高帝十二年（公元前195年），刘邦随着击败黥布的军队回来，病势更加沈重，愈想更换太子。张良劝谏，刘邦不听，张良就托病不再理事。太子太傅叔孙通进谏规劝道：“昔者晋献公以骊姬之故废太子，立奚齐，晋国乱者数十年，为天下笑。秦以不蚤定扶苏，令赵高得以诈立胡亥，自使灭祀，此陛下所亲见。
今太子仁孝，天下皆闻之；吕后与陛下攻苦食啖，其可背哉！陛下必欲废适而立少，臣原先伏诛，以颈血污地。” 刘邦说：“公罢矣，吾直戏耳。”叔孙通说：“太子天下本，本一摇天下振动，奈何以天下为戏！”刘邦说：“吾听公言。”但刘邦只是假装答应了他，还是想更换太子。
而周昌更与刘邦极力争辩，刘邦问他理由何在，周昌有口吃的毛病，再加上非常激动，也就口吃得更厉害了，他说：“臣口不能言，然臣期期知其不可。陛下虽欲废太子，臣期期不奉诏。”刘邦听罢，很高兴地笑了。吕后因为在东厢侧耳听到上述对话，见到周昌时，就跪谢说：“微君，太子几废。” 等到安闲的时候，设置酒席，太子在旁侍侯。那四人跟着太子，他们的年龄都已八十多岁，鬓眉洁白，衣冠非常壮美奇特。
刘邦感到奇怪，问道：“彼何为者？”四个人向前对答，各自说出姓名，叫东园公、角里先生、绮里季、夏黄公（商山四皓）。
刘邦于是大惊说：“吾求公数岁，公辟逃我，今公何自从吾儿游乎？”四人都说：“陛下轻士善骂，臣等义不受辱，故恐而亡匿。窃闻太子为人仁孝，恭敬爱士，天下莫不延颈欲为太子死者，故臣等来耳。”刘邦说：“烦公幸卒调护太子。” 四个人敬酒祝福已毕，小步快走离去。刘邦目送他们，召唤戚夫人过来，指着那四个人给她看，说道：“我欲易之，彼四人辅之，羽翼已成，难动矣。吕后真而主矣。”
戚夫人哭泣起来，刘邦说：“为我楚舞，吾为若楚歌。”刘邦唱道：“鸿鹄高飞，一举千里。羽翮已就，横绝四海。横绝四海，当可奈何！虽有矰缴，尚安所施！”刘邦唱了几遍，戚夫人抽泣流泪，刘邦起身离去，酒宴结束。刘邦最终没更换太子，戚夫人也在刘邦死后，遭吕后拔头发、断手、断脚丢进化粪池。 折叠消灭异姓王 在楚汉战争中，刘邦为了换取各路重要将领的支持战胜项羽，曾封韩信等人为王。
这样在西汉皇朝建立之初，被封的异姓王共有八人，即齐王韩信（后徙为楚王）、梁王彭越、淮南王英布、韩王信、赵王张耳、燕王臧荼（后更立卢绾）、衡山王吴芮（后改为长沙王）、闽粤王亡诸。
王国的封地，多者一百多城，少者三四十县，总面积比朝廷直辖郡县还要多，而且各王都拥有兵众，行政、财政自专，名为汉臣，实为汉不能控制之独立王国，对朝廷造成很大威胁。 在刘邦称帝之后的七年中，绝大部分精力是用来对付这些异姓王。结果，燕王臧荼最先起兵，兵败后被俘；韩信、彭越被杀；韩王信、陈豨等败后叛逃匈奴，后战败被杀；英布起兵淮南，亦被迅速平定；燕王卢绾逃入匈奴。
只有长沙国作为汉与南越之间的缓冲，且势力弱小得以保存，汉文帝后七年，因长沙王无子而国除。 汉高帝五年（公元前202年），开始兴建都城长安，当时以秦朝的兴乐宫为基础，修建长乐宫，做为皇宫。汉高帝七年（公元前200年），长乐宫建成，刘邦从洛阳迁都长安，并在长乐宫行叔孙通所制定的汉朝朝仪。
汉高帝八年（公元前199年），丞相萧何主持修建未央宫，并于长乐宫和未央宫之间修建武库，又于长安东南修建太仓。 刘邦看到宫殿非常壮观，很生气的对萧何说：“天下匈匈苦战数岁，成败未可知，是何治宫室过度也？”萧何说：“天下方未定，故可因遂就宫室。且夫天子四海为家，非壮丽无以重威，且无令后世有以加也。”刘邦这才信服。 秦亡以后，漠北的匈奴乘机南下骚扰汉朝北方边境。
汉高帝六年（公元前201年），韩王信投降匈奴。汉高帝七年（公元前200年），在北伐匈奴时，刘邦自己亦被冒顿单于30万骑围于白登（今山西省大同）。后用陈平之计，贿赂匈奴阏氏才得以脱险。又接受娄敬之策，以宗室女假称长公主，远嫁冒顿单于，开始了与匈奴的和亲政策。
汉高帝十二年（公元前195年），刘邦平定英布叛乱后，途中路过故乡沛县。在沛宫置备酒席，把老朋友和父老子弟都请来一起开怀畅饮。乡民们还召集沛中儿童120人唱歌助兴。酒到浓时，刘邦弹击着筑琴，唱起自编的楚歌：“大风起兮云飞扬，威加海内兮归故乡，安得猛士兮守四方！”让儿童们跟着学唱。刘邦边歌边舞，热泪盈眶。
他对沛县父老兄弟说：“游子悲故乡。吾虽都关中，万岁后吾魂魄犹乐思沛。且朕自沛公以诛暴逆，遂有天下，其以沛为朕汤沐邑，复其民，世世无有所与。”沛县的父老兄弟天天快活饮酒，尽情欢宴，叙谈往事，取笑作乐。过了十多天，刘邦决定要走了，沛县父老坚决要刘邦多留几日。
刘邦说：“吾人众多，父兄不能给。”于是离开沛县。这天，沛县城里全空了，百姓都赶到城西来敬献牛、酒等礼物。刘邦又停下来，搭起帐篷，痛饮三天。沛县父兄都叩头请求说：“沛幸得复，丰未复，唯陛下哀怜之。”刘邦说：“丰吾所生长，极不忘耳，吾特为其以雍齿故反我为魏。”但在百姓的再三请求下，刘邦才答应免除丰邑的赋税徭役，并封沛侯刘濞为吴王。
逝世
刘邦在讨伐英布叛乱时，为流矢所中，病得很厉害，不想见人，躺在皇宫之中，诏令守门武士不得让群臣进入。群臣中如周勃、灌婴等人都不敢进宫。这样过了十多天，樊哙推开宫门，闯了进去，后面群臣紧紧跟随。看到刘邦枕着一个宦官躺在床上。