凭借有保护伞的庇护，以杜建为首的“硕鼠们”胆子越来越大。在赵广汉到任之前，杜建受命监造平陵（汉昭帝刘弗陵陵墓）。
平陵工程浩大，所用钱物难以计数，杜建认准这是个“千载难逢”的发财良机，便利用职务之便，指使宾客用尽种种手段“徇私舞弊”，从中牟取私利，成为“肆无忌惮”地疯狂侵吞平陵钱财的一群硕鼠。
赵广汉履职后，有人劝杜建说，新来的京兆尹可不是个好惹的主儿，你趁早收敛一些吧！杜建闻言，“满不在乎”地只用鼻子“哼”了一声，表示对赵广汉的“不屑一顾”。
对于杜建的所作所为，赵广汉早有耳闻，上任没几天就把他贪污的情况，摸了个“清清楚楚”。他警告杜建务必“悬崖勒马”，否则将严惩不贷。一贯“眼高于顶”的杜建，哪里会把头上顶着“代”字的京兆尹赵广汉放在眼里，依旧“我行我素”。
素来“横行霸道”的杜建做梦也不会想到，这一回真的遇到了克星。
赵广汉以“迅雷不及掩耳之势”将杜建及其宾客“一网打尽”，悉数将他们捉拿归案。
他的这一行为捅了“马蜂窝”。京兆府随之“门庭若市”，说客盈门，上到高官显贵、宫中宦官，下到地方官员、富贾豪绅，轮番上阵为杜建说情。有的甚至威胁说：“你那个‘代’字还悬在头上，难道不想早一天去掉么？”赵广汉一笑置之，不为所动。
杜建的宗族朋党见无法说动赵广汉，软的不行，便玩起了硬的——图谋劫狱救出杜建。赵广汉对他们的行动计划了如指掌，便派出一名手下官吏去警告阴谋劫狱的主谋者：“如果继续‘执迷不悟’，‘为虎作怅’，将依法将你们灭门！”
头顶“代”字的京兆尹赵广汉丝毫也不手软。他迅速查明案情，命令将杜建押赴刑场，斩首弃市。杜建的宗族朋党没有一个敢靠近刑场。京都长安百姓无不“拍手称快”。
尽管赵广汉在代理京兆尹任上政绩卓著，深得京都长安百姓爱戴，但由于京兆尹乃天子脚下的“父母官”，日常处理政务，稍不留意就会得罪皇亲贵戚和当朝显贵，再加上赵广汉做事一向“敢作敢为”，“大刀阔斧”，不但那个“代”字没能如愿去掉，连京兆尹这把交椅也坐不下去了。
元平元年（前74年），赵广汉调任颍川郡太守。
当时的颍川郡“乌烟瘴气”，社会秩序一片混乱。当地豪门大族通过互为姻亲，勾结在一起，又上联政府官员结为朋党，下结山林群盗暗中勾搭，“盘根错节”，势力庞大，既相互勾结利用，又相互对抗、倾轧。
他们大都广养门客，“横行乡里“，“胡作非为“，“鱼肉百姓“，其中以原氏、褚氏两大家族为最。这些豪门大族早在孝武皇帝时即已出现，他们通过大量兼并土地来使家族得以发展，他们的”横行不法“，使得颍川境内乱象迭起，带来的”后患无穷“。
面对颍川郡的混乱局面，连续几任太守都”无能为力“。
赵广汉刚到颍川郡走马上任，在深入调查研究，”明察暗访“，初步查明为首的几个大家族罪恶的基础上，来了个新官上任三把火。
第一把火：敲山震虎，立诛两大家族首犯。
俗话说的好：”擒贼先擒王“。赵广汉首先紧紧盯住原氏、褚氏两大家族，广泛发动民众揭露其罪恶，迅速将涉案罪犯全部缉拿归案，并将首犯就地正法。首犯人头落地，举郡的豪门大族都为之震悚。
第二把火：发明举报箱，摸清各派势力联结脉络。
面对复杂混乱的局面，赵广汉深知，只有将各个豪门大族之间”枝蔓纠结“的脉络梳理清楚，才可能”顺藤摸瓜“，做到”对症下药“。他受到储钱罐的启发，模拟储钱罐的外形发明了举报箱。举报箱的发明和广泛设置，有效规避了民众怕遭受打击报复不敢举报的心理，在短时间内接收到民众的大量投诉信件，各派势力所犯下的罪行及其相互联结的脉络渐渐浮出水面。
第三把火：“以毒攻毒”，瓦解豪门大族间的联盟。
在掌握各豪门大族犯罪事实的基础上，赵广汉又出奇招：制造内讧，“以毒攻毒”。在惩治甲豪绅犯罪的过程中，佯装失语，故意露出口风是乙豪绅检举揭发；在惩治乙豪绅犯罪的过程中，佯装失语，故意露出口风是丙豪绅检举揭发；在惩治丙豪绅犯罪的过程中，佯装失语，故意露出口风是甲豪绅检举揭发。这样，各豪门大族间内讧频发，相互猜忌，相互攻击，他们之间的联盟也就不攻自破。“其后强宗大族家家结为仇雠，奸党散落，风俗大改”。作为太守的赵广汉，则悠闲自在，“乐观其成“，”坐收渔利”，只是在必要的时候才偶尔出手，真正做到了“四两拨千斤”。
三把火一烧，不到一年，颍川郡大治，赵广汉“威名远扬”。
颍川郡“河清海晏“，京都长安却因为赵广汉的离去后，继任者的“无所作为”而变得“鸡犬不宁”。霍光为京兆尹的人选伤透了脑筋，此时有人向霍光推荐了赵广汉：“广汉为人强力，天性精于吏职。见吏民，或夜不寝至旦。……郡中盗贼，闾里轻侠，其根株窟穴所在，及吏受取请求铢两之奸，皆知之。”于是，霍光不得不从颍川调回赵广汉继续担任代理京兆尹，一年之后，正式诏命为京兆尹。很快，京都长安在他的冶理下又恢复了平静。
赵广汉为人特别强势，天生是块做官的上等好料。他是个工作狂，会见官员百姓，每每“通宵达旦”，仍然“精神抖擞”，思维活跃，又特别善于调查研究。他善于学习和思考，精通“钩距”。所谓钩距，其实是一种数学推理，比如要了解马的价格，就先问狗的价格，再问羊的，再问牛的，再问到马，然后参照彼此的价格，比较验算，来推测核准，这样就可知道马价的贵或贱而不会失实了(成语“问牛知马”就源自于此)。