汉武帝生有六子六女：

长子戾太子刘据：公元前128——前91年。母皇后卫子夫。元狩元年（公元前122年）立为太子。元鼎四年娶史良娣，生子刘进（即史皇孙）。武帝末年，江充用事。江充因事与太子有怨，害怕太子即位后被杀，即借当时有人为巫蛊诅咒汉武帝之事，诬陷太子为巫蛊。刘据怒而矫诏斩江充，与丞相刘屈氂战于长安。后战败，逃至湖县。被捕役发现围捕，自杀。后谥为“戾”。

次子齐怀王刘闳：？——前110年。母为王夫人。元狩六年封为齐王。死后无子，国除。

三子燕刺王刘旦：？——前80年。母为李姬。元狩六年封为燕王。为人辩略，博学经书杂说，好星历数术、倡优射猎，招致游士。戾太子死后，上书求入京，谋求立为太子，被削三县。汉武帝死后，昭帝即位，他与宗室刘长、刘泽及大臣上官桀、桑弘羊等谋夺帝位，失败，自杀。其子刘建，汉昭帝元凤元年（公元前80年）因其父燕王刘旦以谋反罪被迫自杀，他被废为庶人，六年后，汉宣帝即位，立他为广阳王，在位二十九年，死于公元前44年。刘建曾孙刘嘉于哀帝建平四年（公元前3年）嗣封为广阳王，王莽执政后废黜汉所立的诸侯王，而刘嘉因向王莽献符命，被封为扶美侯，赐姓王氏，为人所不耻。

第四子广陵王刘胥：？——前54年。母为李姬。元狩六年封为广陵王。刘胥力大，能找鼎，空手搏熊彘猛兽，好倡乐游逸。汉昭帝即位后，觊觎帝位，使女巫祝诅。宣帝即位后，又与楚王刘延寿私通书信。后谋叛之事被发觉，又药杀当事人二十余人灭口，被朝廷追穷治罪，自杀，国除。其子刘霸，汉宣帝五凤四年（公元前54年）因其父谋反牵连被废为庶人。汉元帝初元二年（公元前47年）立他为广陵王，元于公元前34年。刘胥其他几子刘圣、刘曾、刘宝、刘昌在汉宣帝即位后均封为列侯，幼子刘弘封高密王。

第五子刘髆：？——前88年。母为李夫人。天汉四年（公元前97年）封昌邑王。后元元年病死。子刘贺始元元年（公元前86年）嗣封昌邑王。在位十三年后，汉昭帝病死无子，大将军霍光迎立刘贺为帝，即位二十七日，以行淫乱故，被霍光及群臣废黜，驱归故国，赐汤沐邑二千户，国除，昌邑国改置为山阳郡。汉宣帝元康三年（公元前63年），复封刘贺为海昏侯，封国豫章。后因与故太守卒史勾结往来，被削户三千，死后国除。刘贺子刘代宗，在其父被废后十年，封为海昏侯，后因豫章太守奏请不应立嗣，国除。汉元帝即位后，复封其子孙为海昏侯，并传爵至子孙，至东汉初仍为侯。

六子 汉昭帝刘弗陵， 母钩弋夫人赵婕妤，在位十三年，21岁驾崩。 

由于历史记载不详，刘彻之女未有明确排序，而且很可能部分帝女未曾史书留名。（比如汉景帝时期只记载了刘彻三个同母姐妹，文帝时期只记载了馆陶公主和绛公主） 长女卫长公主（当利公主），是汉武帝和卫皇后的长女，也是汉武帝最喜欢的女儿。汉武帝为求长生不老，派人到处寻访方士。最著名的方士栾大，被封为五利将军、天道将军、地道将军、乐通侯，“赐列侯甲第，僮千人、乘舆斥车马帷帐器物以充其家”，汉武帝还将卫长公主嫁给了他（卫长公主原先嫁给曹寿的儿子平阳侯曹襄，因为丈夫早死，再嫁栾大），后来武帝发现栾大是个骗子，怒火中烧，派人把栾大活活烧死，以泻心头之恨。从此卫长公主再无事迹见于史料。只知道她的儿子曹宗在“巫蛊之祸”中遇害身亡，汉宣帝时她的孙子曹喜恢复了列侯爵位，这个爵位一直延续到东汉。 鄂邑长公主（盖长公主）刘彻去世后因抚养汉昭帝被封长公主，与燕王刘旦、上官桀、上官安及桑弘羊等合谋诛除霍光，事发后自杀。 诸邑公主史记索隐称其母为卫子夫，死于巫蛊之祸。 石邑公主史记索隐称其母为卫子夫，生卒年不详。 阳石公主（德邑公主），生母不详，死于巫蛊之祸。 夷安公主嫁汉武帝姊妹隆虑猾主子昭平君。