又過了三年，有關官員說紀元應該符合天瑞，不應該以一二數字來表示。一元叫做“建”，二元以長星命名，叫做“光”，在郊外捕獲了一頭獨角獸，應該將紀元名稱更改為“元狩”。
第二年（元狩六年，公元前117年），武帝在雍縣郊祀，武帝說：“現在朕親自郊祀上帝，後土神還沒有得到祭祀，祭禮還不完備。”相關官員太史令司馬談，負責祭祀的官員寬舒諫言說：“祭祀天地的犧牲，牛角應該像蠶繭、像板栗一樣大小。現在陛下要親自祭祀後土神，後土神的祭祀場地應該安排在湖水中央的環土丘上，設置五個壇場，每個壇場用一頭黃牛犢太牢具。祭祀完畢，將牛犢瘞埋，祭祀穿的衣服，應該尚黃。”武帝於是東渡黃河來到汾陰縣。汾陰縣的男子公孫滂洋等人看到汾河旁邊有絳色光，武帝遂在汾陰縣的汾河上設立後土祠廟，按照寬舒等人的諫言。武帝親自遙望拜祭，與祭祀上帝的禮儀一樣。祭禮完畢，武帝又來到滎陽。返回時路過洛陽，下詔封周王室的後人，詔令他們奉祀周代祖先（詳情記載在《武帝紀》中）。武帝從此開始巡幸郡縣，而後又來到泰山。
這一年的春天，樂成侯上書推薦欒大。欒大，是膠東國的一位宮人，曾經與文成將軍少翁一起向同一位老師學習，後來成為膠東王的尚方令。樂成侯的姐姐是膠東康王劉寄的王後，沒有生孩子。康王劉寄死後，其他的姬妾生的兒子繼位為諸侯王，膠東康王後有淫行，與膠東王劉賢不合，以漢法相互威脅。膠東康王後聽說文成將軍被處死，就想向皇上獻殷勤，於是派欒大入長安，進入皇宮，由樂成侯引見給武帝。武帝剛殺了文成將軍少翁，後悔少翁的方術沒有留下來，等到見了欒大，非常高興。欒大長得高大俊美，說自己懂得很多方略，也敢於講大話，講起大話來神態自若。欒大曾經吹牛說：“臣常來往於海中，見過安期生、羨門高等神仙，因為臣身份卑微，神仙不信任臣。又因為康王僅僅是諸侯王，不足以得到神仙賜予的仙方。臣曾經多次與康王談起過此事，康王不能重用臣。臣的老師說：‘黃金可以煉成，黃河決口可塞，不死之藥可得，仙人也可以召來。’然而臣還是擔心會遭遇文成將軍的下場，現在方士們都不敢講話，怎麼敢談論仙方呢！”武帝說：“文成將軍是吃馬肝死的。你隻要能真心求來仙方，我絕不會吝嗇給予你的賞賜！”欒大隨即講：“臣的老師不會求人，隻有人去求他。陛下一定要召見他，派去召他的使者一定要尊貴，詔令中要說使者是皇上的親屬，以尊貴的客禮來對待臣的老師，不能讓使者處於卑下的地位，還要佩上印信，這樣才能讓使者與仙人講上話。仙人肯來不肯來，還要順其自然，或許可以召來。”武帝讓欒大在麵前演示小方術，欒大用鬥棋的方式表演，武帝看到了棋子在相互碰撞。
在當時，武帝正在為黃河決口遲遲封堵不上、黃金也沒有煉成煩惱不已，於是拜欒大為五利將軍。在一個月內，賜予欒大四枚官印，包括天士將軍、地士將軍、大通將軍印。武帝製詔書予禦史中丞，說：“在上古時，大禹在黃河下遊開鑿九條河流，疏導洪水，以幫助黃河水順利下泄，疏通了四條大江大河。在此前，黃河決口泛濫，淹沒陸地，為此治河每年要使用大量的徭役。朕即位以來，君臨天下二十八年，上天為朕派來了術士大通將軍。《乾卦》中稱‘飛龍’，‘鴻漸於泮’，朕的意思與此相符合。以二千戶食邑封地士將軍欒大為樂通侯。”賜予欒大列侯爵位，還有豪華宅邸一套，僮仆一千人。乘輿車馬、帷帳、器物，包括宅邸裏所需用的一應器物。又將衛長公主嫁予欒大，帶去十萬斤金子作為嫁妝，將公主更名為“當利公主”。武帝親自來到五利將軍的宅邸，派出使者詢問還需要什麼東西，使者在路上往來絡繹不絕。從武帝的姑姑大長公主，到朝廷的將軍卿相以下官員，都在家中準備好酒筵，請欒大來享用。武帝又刻了玉印，印文為“天道將軍”，派出使者穿上羽衣，夜晚站立在白茅上，五利將軍也穿上羽衣，站立在白茅上，接受將軍印，以此來表示不是對普通大臣的授印。欒大佩上“天道將軍”印，是為了為天子引導天神。此後五利將軍常在夜間、在家中作法事，以此來迎接神仙。而後治裝出發，到東海邊去訪求五利將軍的老師。欒大在長安僅有幾個月，竟然佩戴六枚將軍印，貴震天下，而靠近海邊的燕國、齊國，那些術士們莫不扼腕，紛紛向朝廷獻言，說自己也有方術，借方術可以幫助皇上成為神仙。
元鼎元年（公元前116年）夏天六月，汾陰縣有一位巫師叫做錦，在魏脽後土神祠廟旁邊，帶領百姓舉行祭祀，看到有一塊隆起如鉤狀的地麵，挖開來看得到一座寶鼎。這座寶鼎大於其他的寶鼎，有雕刻的文飾，沒有款識，很奇怪，遂報告當地官員。官員上報給河東郡太守勝，勝上報給朝廷。武帝派人調查巫師得到的這座寶鼎是否有詐，而後以禮獻祭，將寶鼎送往甘泉宮，放在武帝身旁，武帝又將寶鼎獻祭給祖廟。而後武帝來到中山，天氣晴朗暖和，有黃雲飄過。此時有一隻鹿跑過，武帝親自張弓搭箭，射中這隻奔跑的鹿，也拿來獻祭給祖廟。武帝返回長安，公卿大夫們在朝堂上對寶鼎議論紛紛。武帝問：“此前黃河泛濫，莊稼連年歉收，所以朕才出巡祭祀後土神，為百姓祈禱平安，希望五穀豐登。今年豐收的喜訊還沒有報上來，這個寶鼎卻出現了，這是為什麼？”有關官員奏言：“傳說泰帝鑄造一座神鼎，用一來表示一統，象征著天地萬物為一統。黃帝鑄造三座寶鼎，象征著天地人，大禹將九州金屬彙聚在一起，鑄造九座寶鼎，象征著九州。以寶鼎烹煮貢獻上帝鬼神享用的犧牲。空足的寶鼎叫做鬲，以三足來象征三德，用以貢獻犧牲，乞求上天神靈護佑。夏代的德衰落後，九座寶鼎傳到殷商手中；殷代的德衰落後，寶鼎傳到周王室手中；周代的德衰落後，寶鼎傳到秦國手中；秦朝的德衰落後，宋國的社壇也毀壞了，寶鼎從此下落不明。《周頌》中講：‘正堂徂基，貢獻牛羊，鼐鼎及鼒（zī）；不得喧嘩，讚頌聖德。’現在寶鼎來到甘泉宮，光潤神采，變幻無窮，象征著漢室德運無疆，正好應合中山的祥雲。在當時，黃白色的祥雲顯現，陛下又親自射中神鹿，這是符瑞。弓箭齊備，射中神鹿，置於壇下，作為回報，祭祀上天。這表明，皇帝接受天命，了解上天的旨意，符合聖德，才會有這樣的祥瑞結果。應該將寶鼎獻祭給祖廟，藏在祭祀天帝的庭堂，以迎合祥瑞。”武帝製詔書，說：“可以。”
此時，入海訪求蓬萊的術士，都說蓬萊仙島雖然不遠，但是不能抵達，大概是還沒有看到仙氣。武帝又派出望氣的術士去幫助望氣。
元鼎元年秋天，武帝到雍縣郊祀五帝神。在郊外祭祀時有人說：“五帝神，是泰一神的輔佐，還應該設立泰一祠廟，由陛下親自郊祀。”武帝此時有些猶豫不決。
齊國人公孫卿說：“今年獲得寶鼎，冬天辛巳朔旦是冬至，和黃帝時是一樣。”公孫卿有一套簡牘書，上麵講：“黃帝在冕候（冤句縣，在山東省菏澤西南）獲得寶鼎，問大臣鬼臾區，鬼臾區回答：‘黃帝獲得寶鼎，而後占卜，這一年己酉朔旦是冬至；這是曆法中的一紀年，終而複始。’黃帝於是推算曆法，再經過二十年又是一個朔旦冬至日，經過二十次的朔旦冬至日，共計三百八十年，黃帝即可以成仙登天。”公孫卿通過所忠，想把這套簡牘書奉上武帝。所忠認為這套簡牘書荒誕不經，懷疑是公孫卿胡亂編造的，於是推辭，說：“關於寶鼎的事情已經有了定論。你再說這些沒有用！”公孫卿又通過武帝的嬖臣上奏。武帝得到了這套簡牘，大喜過望，召見公孫卿。公孫卿回答武帝的提問，公孫卿說：“這套簡牘是申公的，申公現在已經去世。”武帝又問：“申公是個什麼樣的人？”公孫卿回答：“申公是齊人，與安期生有過交往，安其生聽到過黃帝的講話，沒有書流傳下來，隻留下這部有關寶鼎的書。書中講：‘漢建國後將會重現黃帝當年的故事。’還說：‘漢朝的聖帝，應該是高祖的曾孫。到那時寶鼎會再次顯現，與神靈溝通，而後封禪。參加封禪的有七十二位諸侯王，隻有當年的黃帝才得以登上泰山舉行封禪。’申公說：‘漢朝的皇帝也應該登上泰山封禪，皇帝封禪之後，就可以成為仙人，登上天廷。黃帝有一萬個諸侯，能夠祭祀神靈的封君有七千個。天下的名山有八座，有三座名山在蠻夷的居住地，有五座名山在中國。中國有華山、首山（在河南省襄城縣南）、太室山（嵩山）、泰山、東萊山（在山東省黃縣東南），這五座山是黃帝巡遊過的地方，在那裏可以與神仙相會。黃帝一邊作戰一邊學習仙術，擔心百姓非議，殺了一些非議鬼神的人。黃帝活了一百多歲，而後與神仙交往。黃帝在雍縣郊祀上帝，住了三個月。鬼臾區又叫做大鴻，鬼臾區死後就葬在雍縣，原來的鴻塚就是鬼臾區的墓塚。再後來，黃帝在明庭宮接見萬方神靈。明庭宮，也在甘泉。就是所謂的寒門，位置在現在的穀口縣。黃帝開采首山的銅，在荊山（荊山：在河南省靈寶縣南。）下鑄造寶鼎。寶鼎鑄成後，有一條巨龍將胡須從天上垂下來，迎接黃帝。黃帝隨後坐上龍背，群臣和後宮中的婦人爭先恐後地爬上龍背，有七十餘人，龍隨即飛升上天。其他小臣來不及爬上去，就抓住龍的須髯，龍的須髯被拔斷了，這些小臣們掉下來，隨同掉下來的，還有黃帝的弓。百姓仰望著天空，看著黃帝飛升而去，隻能抱著黃帝的弓和掉下來的龍須嚎啕大哭，此後世人就將黃帝升天的地方，叫做鼎湖，黃帝留下來的弓叫做烏號。’”武帝聽完這個故事後，讚歎不已，說：“嗟乎！假若我能像黃帝一樣飛升上天，我的那些妻子、兒女，我會像脫下鞋子一樣，將她們統統扔掉。”遂拜公孫卿為郎官，派他作為特使出函穀關，到太室山（中嶽嵩山）去迎候神仙。
武帝隨後在雍縣郊祀黃帝，而後抵達隴西郡，登上空桐山，又巡幸抵達甘泉宮。詔令祭祀官員寬舒等人在壇場郊祀泰一神，祭壇仿照亳縣人謬忌設計的泰一壇，壇高三層。五帝壇環繞著泰一壇，在祭壇的下麵，各按照方位排列。黃帝壇在西南，修建八條連通鬼神的神道。泰一壇祭祀的貢品，與雍縣的泰一壇祭祀的貢品一樣，增加了美酒、棗、幹肉之類，殺了一條犛牛作為俎豆裏盛放的貢品。五帝神還要享用俎豆裏盛放的美酒。在壇下四方的地麵上，相繼祭祀其他神靈，還要祭祀群神的隨從以及北鬥。祭祀完畢，祭品全部焚燒以供神靈享用。祭祀的牛選擇白色的牛，將白鹿放在牛體中，祭祀的豬放在鹿體中，鹿體中還盛有水酒。用牛祭祀太陽，用一隻羊和一頭豬祭祀月亮。郊祀泰一神時，太祝、太宰身上穿著紫色帶有刺繡的衣服。祭祀五帝神則按照五帝不同的顏色，換上不同顏色的衣服。祭祀太陽時，穿上赤色的衣服。祭祀月亮時，穿上白色的衣服。
元鼎二年（公元前115年）十一月辛巳朔旦冬至，在黎明時分，武帝郊祀拜祭泰一神。在太陽出來時，拜祭太陽，在晚上月亮出來時，拜祭月亮，祭祀的時候作揖；祭祀泰一神和在雍縣的祭祀儀式完全相同。其讚辭說：“上天以寶鼎神策授予皇帝，一朔再朔，終而複始，皇帝恭敬祭拜。”武帝穿著尚黃的衣服祭拜。在祭祀時，壇的四周圍布滿薪柴，壇的旁邊擺列著烹飪的炊具。有關官員說：“祭祀的祭壇上有光亮。”公卿們說：“皇帝當初在雲陽縣郊祀泰一神，有關官員捧上瑄玉、犧牲，貢獻給神靈，在當天夜晚，就出現了霞光，在白天，還有黃氣冉冉升上天空。”太史令司馬談、祭祀官員寬舒等人說：“神靈享有美德，賜予福祉祥瑞，應該在出現祥光的地方設立泰一祭壇，以響應神靈。詔令太祝官負責，在秋天和臘月祭祀。天子每三年親自來祭祀一次。”
元鼎二年秋天，武帝討伐南粵國，在出征前，向泰一神禱告，以牡荊為旗杆，在旗幡上畫上日、月、北鬥七星，用來象征太一星座的三顆星，作為泰一神前邊的旗幟，號稱：“靈旗”。作為出兵的象征，由太史端著旗幟，指向要討伐的國家。五利將軍作為使者不敢入海，來到泰山祭祀壇場。武帝派去跟著的人查驗，什麼也沒有看見。五利將軍欒大卻大肆吹噓看到了老師，欒大的方術到此為止，已經是黔驢技窮，大多數並不靈驗。武帝隨後將五利將軍欒大斬首。
元鼎三年（公元前114年）冬天，公孫卿等候神靈，說在緱氏縣城上看到了仙人的腳印，有一個物體像野雉，來往於城上。武帝親自來到緱氏縣，觀看仙人留下來的腳印，問公孫卿：“你是否想和文成將軍、五利將軍的下場一樣？”公孫卿說：“神仙並不想來見皇帝，是皇帝想要見神仙。如果能夠假以時日，神仙不會不來。談論神仙的事情，聽上去很怪誕，假以歲月，一定能夠看到結果。”下麵的郡國都在整修道路，在名山祭祀神仙的地方，修繕宮館，等待武帝的駕臨。
元鼎四年（公元前113年）春天，漢朝滅掉了南粵國，嬖臣李延年以一首美妙的音樂上奏武帝，武帝很喜歡，召公卿們討論，說：“民間祭祀的時候，都要配以音樂舞蹈鼓吹，現在皇家的祭祀居然沒有音樂，這怎麼可以？”公卿們說：“在上古時，祭祀天地時會采用相應的音樂，神祇通過欣賞音樂享受祭禮。”有人說：“泰一帝讓素女彈奏五十弦瑟，音樂過於悲哀，泰一帝悲不自禁，於是將瑟從中間剖開，改為二十五根弦。”武帝以征服南粵國取得勝利，向泰一神、後土神祝禱，同時在祭祀中開始使用音樂和舞蹈。還增加了歌者伴唱，製作二十五弦琴和箜篌瑟，從此時開始。
元鼎五年（公元前112年）冬天，武帝與群臣商議，說：“在古時，要先整頓軍隊，然後才能封禪。”於是巡視北部朔方邊郡，檢閱十餘萬騎兵，返回時經過橋山，祭祀黃帝的墓塚，在涼如檢閱軍隊。武帝問：“我聽說黃帝不死，怎麼還會有墓塚，這是為什麼？”有人回答說：“黃帝以神仙體升上天廷，群臣埋葬的是黃帝的衣冠塚。”武帝來到甘泉宮，準備泰山封禪的相關事宜，先模仿著郊祀泰一神。
自從獲得寶鼎，武帝就和朝中的公卿以及儒生們討論封禪的事情。距離上古時上一次的封禪，已經有很長時間，沒有人知道封禪的具體細節，於是儒生們就封禪的具體操作，在典籍《尚書》、《周官》、《王製》中尋找依據，從書中找到在封禪祭奠時，要射殺耕牛。齊國人丁公已經九十多歲，丁公說：“古時候的封禪，意味著永垂不朽。秦始皇登上泰山封禪，很不順利。陛下如果想要登上泰山封禪，要走得慢一些，就不會遭遇風雨，而後就能夠順利地抵達山頂。”武帝於是詔令儒生們練習射牛，草擬封禪禮儀。又過了幾年，要出發了。武帝又聽到公孫卿和方士們在議論，黃帝及其以前的封禪，均能夠召來怪異和神靈相互溝通，也想仿效黃帝當年，到蓬萊仙島接來仙人，想到自己的聖德，可以與遠古時的九皇相媲美，就想讓儒生們寫一些頌揚文章來粉飾。群儒對於封禪的事情，本來就含糊不清，模棱兩可，又拘泥於《詩經》《尚書》中的古文難寫，一時間沒有人敢於應聘。武帝於是將封存的祭祀禮器拿出來給儒生們看，群儒看了之後，有人說：“與古時候的不太一樣。”徐偃說：“太常管轄下的儒生，不如魯國的儒生，他們更熟悉祭祀的禮儀。”周霸在下麵謀劃串聯，武帝沒有用徐偃、周霸，將這些儒生晾在一邊。
元鼎五年三月，武帝向東巡幸抵達緱氏縣，登上中嶽太室山（嵩山）祭祀。隨從的官員們在山上隱約聽到“萬歲”的聲音，問武帝聽到了嗎？武帝沒有答話；問下麵的人，下麵的人不敢講話。武帝於是詔令祭祀官員增加太室山的祭祀，禁止砍伐山上的林木，又以山下的三百家民戶，封予嵩山，作為封邑，這些民戶隻負責祭祀，免除一切賦稅徭役。而後武帝向東來到泰山，泰山上草木依然凋零，武帝詔令在泰山上矗立石碑，安放在泰山的頂峰上（碑刻內容：事天以禮，立身以義，事父以孝，成民以仁。四海之內，莫不為郡縣，四夷八蠻，鹹來貢職。與天無極，人民蕃息，天祿永得。）。
而後武帝向東巡視海上，以禮儀祭祀八神（天主、地主、兵主、陰主、陽主、月主、日主、四時主八位神靈）。齊國人上書，談論神仙方術的有上萬人，於是巡幸的隊伍又增加航船，將這些談論海上仙山的人用船帶上，有幾千人之多，到蓬萊去訪求仙人。公孫卿持著符節，走在隊伍前邊，在名山下等候皇帝，到了東萊縣，公孫卿說夜間看到一位大人，身高數丈，當走近時，又不見了，看他留下來的腳印，非常大，像禽獸的腳印。群臣還有人說看到一位老父，牽著一條狗，說：“我先要見皇上。”說完，也突然不見了。武帝初次看到大腳印，將信將疑，又聽到群臣在談論老人的事情，武帝想這一定就是仙人了。於是在海邊留宿，賜方士可以乘坐傳車，在此期間，派出去訪求神仙的人，達千人之多。
元鼎五年四月，武帝在返回時，路過奉高縣。想到儒生們和方士在談到封禪時，人言人殊，有些談論荒誕不經，難以操作。到了梁父山，武帝在此地祭祀土地神。到了乙卯這一天，武帝詔令宮中侍從、儒生、戴著皮弁的士大夫，演習射牛的禮儀。在泰山腳下的東方舉行封土儀式，如同郊祀泰一神的儀式。封土的祭壇長一丈二尺，高九尺，下麵埋有玉牒書，內容秘密。舉行祭禮完畢，武帝單獨與侍中兼奉車都尉子侯（子侯：霍嬗的字。霍去病的兒子。）上了泰山，再次舉行封土儀式。這件事情對外隱密。第二天，從泰山的背麵下山。到了丙辰（廿日），在泰山腳下東北方向的肅然山上封禪，如同祭祀後土神的儀式。武帝親自祭拜，穿著尚黃的衣服，祭祀時同時配有音樂。用江淮間的一茅三脊織成的席子，作為墊席。用五色土摻合在一起進行封土。將遠方送來的奇禽異獸，還有白色的野雉等放生，作為增加祭禮的兕牛象犀這些動物沒有用。這些奇禽異獸運至泰山，然後放生。封禪完畢，這一天夜裏，有光亮若隱若現，白天有白雲從封土中冒出。
武帝封禪完畢後返回，坐在明堂上，群臣向皇帝祝賀。武帝下詔將紀元年號更改為元封（詳情記載在《武帝紀》中）。武帝又下詔說：“在上古時，天子每五年舉行一次巡狩，在泰山上封禪，前來陪祭的諸侯都有住宿的地方。詔令諸侯王在泰山下修建官邸。”
武帝已經在泰山上舉行過封禪，沒有遇到風雨，方士們又在慫恿，說或許可以看到蓬萊仙島上的神仙，武帝就想再嚐試一次，又向東來到海上眺望。奉車都尉子侯突然暴病，在一日之內去世。武帝心情沮喪，隻好出發來到海上，向北來到碣石，又巡幸抵達遼西郡，巡遊北部邊郡，一直抵達九原縣。在五月份，返回甘泉宮，此次行程達一萬八千裏。
元封元年秋天，有彗星在東井宿方向出現。又過了十幾日，有彗星在三能星方向出現。有一位望氣的術士王朔說：“觀察到鎮星（土星）像瓜一樣出現，過了一會兒，又消失了。”有關官員說：“陛下建立了漢家的封禪製度，這是上天以星宿來報告德音。”
元封二年（公元前109年）冬天，武帝在雍縣郊祀五帝祠廟，返回後，向泰一神禱告。讚辭中說：“德星光明，報來吉祥。壽星頻現，光耀天際。土星昭示，皇帝敬拜泰祝享祭。”
元封二年春天，公孫卿說在東萊山看到仙人，好像仙人說了“要見天子”。武帝於是來到緱氏城，拜公孫卿為中大夫。而後來到東萊縣，駐留幾天，仍然什麼也沒有看到，隻是看到大腳印。武帝又派出方士訪求仙人，還有采摘仙藥的人，多達上千人。這一年大旱，武帝沒有出巡的理由，隻是在經過萬裏沙時祝禱，經過泰山，舉行祭祀。返回時抵達黃河瓠子決口，親自來到堵塞決口的現場，駐留二天，將白馬、玉璧沉入河中，舉行祭祀典禮後返回。