公元前91年——前89年巫蛊案起，丞相公孙贺、太子被杀。李广利降匈奴。汉武帝下罪己诏。
御史江充因为得罪过太子刘据，一直担心太子即位会对他不利。他见汉武帝已经老糊涂了，于是诬告太子也巫蛊皇上。汉武帝不辨是非，下令江充彻查。
公孙敖、公孙贺、阳石公主等案，史书没说是谁审的。但《资治通鉴》上说：“上以充为使者，治巫盅狱”。江充是专门负责巫盅案的。很可能公孙贺、阳石公主等人都是江充陷害。
“江充自以与太子及卫氏有隙”。而公孙贺的夫人是卫皇后的妹妹，两公主是卫皇后的女儿，卫青的儿子是卫皇后的侄子，都是卫皇后的亲属。江充为了打击卫皇后，把卫皇后拉下马，以巫盅案陷害卫皇后，进而陷害太子。
江充带人搜查太**，很快就“搜”出一堆木偶。
太子惊得目瞪口呆，不知如何是好。
他的老师给他出主意：这肯定是江充这家伙想陷害你。把他抓起来严加审讯，拿到口供洗脱自己。要不然这事你说不清楚，没准会落得丞相和公主的下场。
于是太子抓了江充，把剑架在江充脖子上让他招供。江充吓得面无人色，全招了。太子怒不可遏：你离间我们父子关系，胆子也太大了！顺手一剑把他杀了。
这下麻烦了，江充还没在口供上签字画押呢。他一时冲动让自己陷入更加被动的境地。汉武帝一定会认为他做贼心虚，杀人灭口。
这回老师也没辙了。
全乱了方寸的太子决定拥兵自保，集结军队保卫太**。
汉武帝听江充的手下报告说太子杀了江充准备谋反，说：太子定是恨死了江充，失手把他杀了。谋反肯定不至于。
他让人把太子叫来当面问清楚。使者不敢去又不敢不去，出去转了一圈回来报告说：太子真反了，要杀我呢！幸亏我跑得快。
汉武帝又惊又怒，立即派兵去捉拿太子。太子武力拒捕，战败后逃出长安城。官兵四处搜捕太子。太子走投无路自杀身亡。
汉武帝余怒未消，归罪于皇后，派人去收回皇后的大印。卫子夫得知儿子死了也自尽身亡。
群臣都明白皇后和太子是冤死的，但没人敢替他们说话，怕落得司马迁一样的下场。
但是终于还是有人忍不住站出来讲话了。一个老臣假托汉高祖托梦，责备汉武帝掀起巫蛊之祸以至于逼死太子。
汉武帝有所醒悟，也觉得可能错怪了太子。他把江充一家灭族算是给太子报了仇。
不过他并没有立即停止巫蛊之祸，更没有为所有受巫蛊之祸下狱、冤死的人平反。只不过把江充灭族可以使那些希望通过巫蛊之祸获得私利的人收敛一些，巫蛊之祸由此逐渐减轻。
公元前90年，匈奴人又开始频频袭扰汉朝边境，跟汉朝叫板。
汉武帝按捺不住再派李广利出征。
时任丞相是李广利的亲家，听说李广利出征前来践行。两人闲谈中，李广利希望丞相支持他的外甥继任太子。他妹妹是汉武帝的宠妃李夫人，给汉武帝生了一个儿子。丞相欣然允诺。
李广利领着十几万兵出征。
汉军出塞后连胜几阵。匈奴畏战远遁。汉军顺利收复了车师国。
就在这时，国内出现了变故。丞相被人告发曾在祭神时祷告祝愿李广利的外甥早为太子。丞相夫人更狠，求神灵保佑汉武帝早死。汉武帝一听气坏了。他就怕别人提死字，一心想要长生不老。汉武帝立即下令处死丞相夫妻。这事牵扯到李广利。汉武帝先将李广利家人收押，等李广利回来后再做处理。
李广利得到消息又愁又怕。这可怎么办呢？有人给他出主意，你只有大胜，灭了匈奴，立了大功，才能挽回局面。李广利认为没错，指挥军队深入漠北寻歼匈奴。
汉军遇到匈奴左贤王，将其击溃，杀敌众多。手下将领劝李广利见好就收，别再追了。我们孤军深入人疲马乏再追下去有危险。李广利哪里肯听，非要不胜不还。
将领们暗中商量，李将军这是要胡来了。为了他老婆孩子不顾将士死活。将领们决定发动兵谏，迫使李广利撤军。
但是李广利提前得到消息，先下手为强杀掉了带头的两位将领。
阵前杀将引起军心大乱。李广利发现自己快要控制不住军队了，赶紧回军。匈奴尾随偷袭沾了不少便宜。
走到半道，李广利安营扎寨不走了。他开始在那发愁。出来一趟，歼敌不少，损失也不少，功过相抵，等于白来。现在回去恐怕凶多吉少。但是要是再接着打，军心已乱又没有胜算。
他光顾发愁自己的破事就忘了安排警戒。匈奴人悄悄在汉军营前挖了一条沟。沟并不多深，但足以绊倒顶盔掼甲的士兵。
天亮以后匈奴发起攻击。汉军匆忙出营迎战，发现营前冒出一道沟，惊慌起来。有能跳过去的，有跳不过去的，阵型大乱。匈奴趁机掩杀过来。汉军大乱，然后大败。
李广利知道完了，也不打了，向匈奴人投降。当时他直接指挥的汉军有七万人，全部交到匈奴人手上。
汉武帝得到战报，惊得目瞪口呆。他下令灭了李广利全族泄愤，但已无济于事。此战几乎让汉武帝前功尽弃。
匈奴人从此又开始猖獗起来。
李广利投降匈奴对汉武帝是一个巨大打击。他开始变得心灰意冷。
公元前89年，汉武帝出巡山东。
汉武帝在位期间多次出巡。有人统计有30多次。他全国各地东南西北哪都跑，或是视察工作，或是封禅祭祀，或是寻仙问药，或是炫耀武力，或是游山玩水。
皇帝出巡跟军队出征一样花费巨大。人吃马喂，修路搭桥，沿途负责接待的官吏百姓不堪其苦。
这回来山东是想亲自下海寻找传说中的仙山，求取长生不老药。
汉武帝晚年体弱多病。怕死的他一直在寻求长生不老，投入了大批的科研经费组织方士为他研制长生不老药，但是衰老的脚步依然无法阻止。于是他决定亲自出马寻找仙药。
但不巧赶上台风登陆，巨浪滔天，汉武帝担心此时出海不但找不到仙山还把自己的小命搭进去。他等了十几天也不见天气有好转的迹象，只得怏怏而回。
古人迷信，认为天灾是老天对人的惩罚。汉武帝开始反思自己哪得罪老天爷了？老天爷为什么要降飓风阻挠我实现长生不老的梦想？
汉武帝开始反省自己的所作所为。他在一次干部大会上向群臣公开承认错误，坦承很多事做得违背情理，以至于“使天下愁苦”，宣布从现在起，凡是伤害百姓、浪费财力的事都一律停止。
他对于自己追求长生不老的事也有所悔悟，对人说“向时愚惑，为方士所欺”。我当时傻啊，屡次上当终不悔，甘愿当这大头鬼，到头来依然疾病缠身。汉武帝恨恨地道：“天下岂有仙人，尽妖妄耳！”天下哪有长生不老的好事，都是特么瞎掰！
不久，有人建议汉武帝向西域的轮台驻兵，巩固胜利果实。汉武帝不准。
他在诏书里借题发挥“深陈既往之悔”，说：向轮台驻军会加重百姓的负担，我不忍心再做这样的事。“扰劳天下”的事以后再不要干了。当今之务是“禁苛暴，止擅赋，力本农”，减轻百姓的负担，修生养息。他不再出兵，决定休战养民。
皇帝以正式诏书的形式做自我批评，这是有史以来第一回。
此后，汉武帝果然罢兵息战，休民养息，宽待百姓，努力使国家安定下来。
汉武帝悬崖勒马、知过改过。后人评价“此其所以有亡秦之失而免亡秦之祸”。这是汉武帝虽然犯过秦朝所犯过的错误，却没有造成亡国的后果的原因。