漢武帝時擊匈奴，征大宛，收服兩越，通西南夷，東滅北韓，後來設立「西域都護府」，正式將西域納入中華版圖，正是從西漢開始，奠定了中華的版圖疆域。
（1）匈奴
①白登之圍
秦漢之際，冒頓首次統一匈奴，建立了奴隸制政權。冒頓乘楚漢相爭之機，東破東胡，西攻月氏，征丁零、堅昆等部（約在今蒙古至西伯利亞一帶），南滅樓煩、白羊（約今內蒙古南部），控制了中國北部、東北部和西北部廣大地區 ，擁有騎兵三十余萬，勢力十分強大。
隨著奴隸制的形成和發展，匈奴的國家機構日益完善。最高首領叫單於，單於之下設左、右屠耆王（即左、右賢王），左、右谷蠡王，左、右大將，左、右大都尉等，這些大貴族都統率軍隊，多的萬余騎，少的數千騎。大貴族之下還設有各級軍官；處理政治的有裨小王、相、封都尉、當戶等等。這些職位都由貴族世襲。單於又將全國疆土分為三部份，左屠耆王統治東邊，單於居中直接統治，右屠耆王統治西邊。
匈奴經常侵擾西漢邊疆。前201年，冒頓單於圍攻馬邑，韓王信投降，次年攻晉陽（今太原）。劉邦聞訊，親率三十萬大軍迎戰，被圍困於平城白登山（今大同東南）。後來用陳平計，向單於閼氏行賄，才得脫險。史稱平城之圍。
②「和親」與「實邊」
漢初，由於經濟急待恢復，政權尚未鞏固，采取「和親」辦法，把漢室公主嫁給單於，送去絲綢、糧食、酒等物品。但是和親政策，並不能阻擋匈奴的掠奪。漢文帝十四年（前166年），匈奴老上單於率騎兵十四萬攻殺北地郡（郡治在固原附近）郡尉，前鋒到了雍（陜西鳳翔）和甘泉（陜西淳化），火燒回中宮。八年後，匈奴又從雲中（內蒙古托克托旗）、上郡（陜西榆林南魚柯堡附近）兩郡各侵入三萬騎，長安城警報頻傳。
文、景時期，雖然對匈奴采取和親政策，但為抵禦匈奴的侵擾，也作了些防備工作。如漢文帝改革了邊防軍輪換制度，用免稅、賜爵、贖罪等辦法移民「實邊」。還大力提倡養馬，準備對匈奴進行反擊。
③反擊匈奴
漢武帝即位後，國家的經濟實力空前雄厚，反擊匈奴的條件成熟。漢武帝時期，反擊匈奴的戰爭主要在元光二年（前133年）至元狩四年（前119年）間進行，先後打了十幾仗，其中帶決定性的大戰役有三次。
第一次戰役發生在元朔二年（前127年）。這一年匈奴侵入上谷、漁陽（北京密雲縣）。漢武帝派車騎將軍衛青、將軍李息率兵出雲中，對河套及其以南的匈奴軍發起突然襲擊，匈奴白羊王逃走。西漢完全收復了河南地區，解除了匈奴對長安的威脅。西漢在這裏設定了朔方郡（內蒙古杭錦旗）和五原郡（內蒙古五原）。
④霍去病西征
在元狩二年（前121年），漢武帝派霍去病出隴西，越過焉支山（甘肅山丹縣東南胭脂山）西進，入匈奴境千余裏，和匈奴軍短兵肉搏，大獲全勝。同年夏天，霍去病第二次西征，越居延澤（內蒙古居延海），攻到祁連山，大破匈奴軍，河西的匈奴貴族損失慘重。同年，匈奴內部份裂，渾邪王率四萬人降漢。這次戰役後，漢在這裏置武威、酒泉、張掖、敦煌四郡，歷史上稱「河西四郡」。從此開啟了漢通西域的道路。
⑤漠北決戰
元狩四年（前119年），為了徹底擊潰匈奴，漢武帝召集諸將商議，決定深入漠北反擊匈奴。同年，大將軍衛青和驃騎將軍霍去病率領十萬騎兵，分東西兩路進軍。針對匈奴認為漢軍不能遠征的錯誤判斷，西漢采取了奔襲追擊的戰術。衛青率領的西路軍，從定襄，越沙漠，北進千余裏，對匈奴單於大軍進行包圍。經過激戰，匈奴單於率數百騎突圍遠逃，其主力全部被殲，漢軍直追至趙信城（蒙古杭愛山下）。霍去病的東路軍從代郡（河北蔚縣一帶）出兵，深入二千余裏，跨過大沙漠，擊敗匈奴左賢王。經過這次戰役，匈奴力量大大削弱，無力大舉南下。
⑥「單於和親」
漢武帝反擊匈奴的戰爭取得了決定性的勝利，制止了匈奴殘暴掠奪，保護了封建經濟的發展，使北部邊境地區得到進一步開發，便利了漢與西域的交通。
隨著匈奴軍事力量的削弱，匈奴和其他被奴役的各族人民反抗匈奴鬥爭也日益強烈，匈奴統治集團發生內訌。漢昭帝時，發生了五單於爭立事件，接著分裂為南北兩部。甘露三年（前51年），南匈奴呼韓邪單於降漢，北匈奴的郅支單於被迫西遷，後被西漢所殺。
竟寧元年（前33年），漢元帝以宮人王嬙（王昭君）嫁給了呼韓邪單於，結束了百余年來漢、匈之間的武裝沖突。此後約有半個世紀，在北部邊境出現了和平景象。在包頭等地的漢末墓葬中，出土有「單於和親」等文字的瓦當，是漢、匈關系改善的有力證明。
（2）西域
①張騫出使西域
前2世紀左右，西域分為三十六國，互不統屬。在天山以北的準噶爾草原有烏孫、且彌等國；在天山以南，昆侖山以北的塔裏木盆地地區，又分為為南道諸國和北道諸國。
北道諸國有龜茲（新疆庫車）、疏勒、焉耆（新疆焉耆）、車師（新疆吐魯番）等較大的國家。南道諸國有莎車（新疆莎車）、於闐（新疆和田）、樓蘭（新疆羅布泊西）等國。公元前2世紀初，匈奴冒頓單於征服了西域，設官征稅，並以此為據點，向西漢進攻。
建元三年（前138年），西漢從匈奴降人的口中獲悉：在甘肅敦煌一帶原來居住的大月氏部落，遭受匈奴的攻擊，被迫西遷，對匈奴入時刻想報仇雪恨 。漢武帝為反擊匈奴，截斷匈奴的右臂，乃募使往大月氏，以聯合大月氏夾擊匈奴。張騫應募遠道出使。他在途中被匈奴抓去，拘禁十余年。後來，他乘機逃走，越過蔥嶺，經大宛、康居，到達大月氏。但大月氏已占有大夏故地，不願東歸。張騫只好東返。他再一次沖破匈奴的拘禁，於元朔三年（前126年）返回長安。張騫的任務雖未完成，可是他沿途了解到西域各國地形、物產和風俗，為第二次出使西域打下了基礎。張騫是西漢開辟西域道路的第一人。
前119年，漢進軍漠北，匈奴向西北退卻，依靠阿爾泰山以南各國的人力、物力，和漢朝對抗。因此，徹底割去匈奴右臂的問題，便被提到日程上來 [122-123] 。同年，漢武帝任命張騫為中郎將，率領三百多隨員，攜帶大批金幣絲帛以及牛羊向西域進發。張騫到達烏孫後，原定目的雖未達到，大宛、康居、月氏、大夏等國。元鼎二年（前115年）張騫回來，烏孫派使者幾十人隨同張騫一起到了長安。此後，漢朝派出的使者還到過安息（波斯）、身毒（印度）、奄蔡（在鹹海與裏海間）、條支（安息屬國）、犁軒（附屬羅馬的埃及亞歷山大城），中國使者還受到安息專門組織的二萬人的盛大歡迎。自此，絲綢之路正式開通。
②開啟西南之路
元封三年（前108年），漢武帝命趙破奴率軍進攻樓蘭、車師，並在酒泉至玉門關一帶設立亭障，作為供應糧草的驛站和防守的哨所 [128-129] 。太初元年（前104年）漢武帝派李廣利出征大宛，擊敗大宛後，西域的交通更加通順。西漢又在樓蘭、渠犁（新疆塔裏木河北）、輪台（新疆庫車縣東）等地設校尉管理屯田，這是漢在西域最早設定的軍事和行政機構，為後來設西域都護創造了條件。
神爵二年（前60年），匈奴內亂，日逐王降漢，匈奴在西域的影響日益縮小。漢宣帝乃任命鄭吉為西域都護，治所在烏壘城（今新疆輪台縣境）。都護是西漢中央駐西域的最高長官，從此，西漢在西域的統治完全確立。漢對西域有權冊封國王，頒賜官吏印信，調軍征糧。這說明，原來包括巴爾喀什湖以東、以南的新疆地區已成為中國的一部份。
自張騫通西域後，漢族與西域各族人民的經濟文化聯系日益密切，中原地區的先進技術不斷地傳入西域，如中原的井渠法和穿井技術對西域的影響很廣泛。井渠法對土壤多沙的西域非常適應，後來流行於西北地區，稱為坎兒井。此外絲織品、漆器等精美的手工業品大量向西域行銷。西域人民也把生產經驗和創造，如繁殖和飼養牲畜的方法、種植瓜果蔬菜和豆類的技術傳到了內地，豐富了漢族人民的經濟文化生活。
（3）西南夷
西漢時期，在雲南、貴州和四川西南部一帶，居住著許多語言、風俗不同的少數民族，當時統稱之為"西南夷"。在貴州境內以夜郎（貴州遵義、桐梓一帶）為最大。在雲南東部也有幾十個部落，以滇（昆明一帶）為最大。自滇以北，到四川涼山一帶，以邛都（四川西昌附近）為大。他們過著以農業為主的定居生活。再往西去，有巂、昆明（雲南大理一帶）等部落，他們以遊牧為主。
漢武帝時，西南各族人民與內地的聯系與日俱增。漢武帝曾派唐蒙為中郎將，進入夜郎，此後夜郎及其附近的許多城邑相約歸附漢朝。漢朝在那裏設定犍為郡（治今四川宜賓）。不久，漢武帝又派司馬相如出使西南，在那裏設官管理。張騫從西域歸來後，漢武帝想開啟由西南通往身毒（印度）的道路，前後多次派使者向昆明以西探索，終因無法前進而停止。公元前111年，西漢破南越之後，在西南設越巂郡（今四川西昌東南）、沈黎郡（今四川雅安南）、汶山郡（今四川茂汶縣北）和武都郡（今甘肅成縣）。公元前109年，漢武帝發兵至滇，降滇王，以其地為益州郡（今雲南晉寧），並賜"滇王之印" 。這顆"滇王之印"，已在晉寧滇族貴族墓中發現。此後，西南大部份地區都歸入西漢的直接管轄之下。
（4）三越國
秦始皇開發嶺南，設定郡縣，越、夏兩地人民的聯系進一步加強。秦末時，閩越首領無諸及東甌首領搖曾率本族參加了反秦戰爭。西漢建立後，封無諸為閩越王，都東冶（福建福州）。公元前192年，立搖為東海王，都東甌（今浙江溫州），號東甌王。在南越地區，原秦南海郡尉趙佗，乘秦亡之機割據南海、桂林、象郡，自立為南越武王。西漢建立後，中央立趙佗為南越王。呂後時，漢政府與南越關系惡化，趙佗遂自稱南越武帝，"發兵攻長沙邊邑"。漢文帝即位後，趙佗廢帝號稱王。公元前138年，閩越發兵圍東甌，東甌王便向西漢中央請求內徙，遂被遷到江淮之間，和漢族人民雜居，接受西漢的直接統治。
公元前111年，東越王余善自立為武帝，漢武帝派遣橫海將軍韓說等分四道攻入閩越。征服了閩越地區的叛亂。漢武帝又把閩越人遷徙到江、淮一帶。公元前113年，漢武帝宣諭南越王趙興和王太後入朝。南越王及太後也願意"內屬"，唯丞相呂嘉反對，並起兵殺趙興、太後及漢使者，立建德為王。公元前112年，漢武帝派伏波將軍路博德等率軍分路進擊。年底，破番禺（廣州），滅南越，將南越故地分為九郡：南海（今廣州）、郁林（今廣西桂平縣西）、蒼梧（治今廣西梧州市）、合浦（今廣東合浦縣北）、珠崖（今廣東瓊山東南）、儋耳（今海南儋縣西北）以及交趾、九真、日南。從此，東南沿海地區與內地之間的聯系更加密切，特別是中原人民不斷南遷和許多越人遷居內地，更促進了南方經濟文化的發展和夏、越人民的進一步融合。
