漢武帝生有六子五女：

長子戾太子劉據：公元前128——前91年。母皇后衛子夫。元狩元年(公元前122年)立為太子。元鼎四年娶史良娣，生子劉進(即史皇孫)。武帝末年，江充用事。江充因事與太子有怨，害怕太子即位后被殺，即借當時有人為巫蠱詛咒漢武帝之事，誣陷太子為巫蠱。劉據怒而矯詔斬江充，與丞相劉屈氂戰于長安。后戰敗，逃至湖縣。被捕役發現圍捕，自殺。后謚為“戾”。

次子齊懷王劉閎：？——前110年。母為王夫人。元狩六年封為齊王。死后無子，國除。

三子燕刺王劉旦：？——前80年。母為李姬。元狩六年封為燕王。為人辯略，博學經書雜說，好星歷數術、倡優射獵，招致游士。戾太子死后，上書求入京，謀求立為太子，被削三縣。漢武帝死后，昭帝即位，他與宗室劉長、劉澤及大臣上官桀、桑弘羊等謀奪帝位，失敗，自殺。其子劉建，漢昭帝元鳳元年(公元前80年)因其父燕王劉旦以謀反罪被迫自殺，他被廢為庶人，六年后，漢宣帝即位，立他為廣陽王，在位二十九年，死于公元前44年。劉建曾孫劉嘉于哀帝建平四年(公元前3年)嗣封為廣陽王，王莽執政后廢黜漢所立的諸侯王，而劉嘉因向王莽獻符命，被封為扶美侯，賜姓王氏，為人所不恥。

第四子廣陵王劉胥：？——前54年。母為李姬。元狩六年封為廣陵王。劉胥力大，能找鼎，空手搏熊彘猛獸，好倡樂游逸。漢昭帝即位后，覬覦帝位，使女巫祝詛。宣帝即位后，又與楚王劉延壽私通書信。后謀叛之事被發覺，又藥殺當事人二十余人滅口，被朝廷追窮治罪，自殺，國除。其子劉霸，漢宣帝五鳳四年(公元前54年)因其父謀反牽連被廢為庶人。漢元帝初元二年(公元前47年)立他為廣陵王，元于公元前34年。劉胥其他幾子劉圣、劉曾、劉寶、劉昌在漢宣帝即位后均封為列侯，幼子劉弘封高密王。

第五子劉髆：？——前88年。母為李夫人。天漢四年(公元前97年)封昌邑王。后元元年病死。子劉賀始元元年(公元前86年)嗣封昌邑王。在位十三年后，漢昭帝病死無子，大將軍霍光迎立劉賀為帝，即位二十七日，以行淫亂故，被霍光及群臣廢黜，驅歸故國，賜湯沐邑二千戶，國除，昌邑國改置為山陽郡。漢宣帝元康三年(公元前63年)，復封劉賀為海昏侯，封國豫章。后因與故太守卒史勾結往來，被削戶三千，死后國除。劉賀子劉代宗，在其父被廢后十年，封為海昏侯，后因豫章太守奏請不應立嗣，國除。漢元帝即位后，復封其子孫為海昏侯，并傳爵至子孫，至東漢初仍為侯。

長女鄂邑公主(蓋長公主)：？——前80年。嫁給蓋侯王充。后因謀反被殺。

次女衛長公主：母為皇后衛子夫。公元前113年嫁給五利將軍欒大。欒大于公元前112年被腰斬。

三女陽石公主：？——前91年。母為皇后衛子夫。在巫蠱案中被牽連為漢武帝所殺。

四女諸邑公主：？——前91年。母為皇后衛子夫。在巫蠱案中被牽連為漢武帝所殺。

五女夷安公主：嫁給昭平君。