刘邦称帝，定都长安
汉五年（前202年）正月，诸侯王和文武大臣联名上书刘邦，请求刘邦称皇帝：“楚王韩信、韩王信、淮南王英布、梁王彭越、故衡山王吴芮、赵王张敖、燕王臧荼，共同请求大王陛下：秦王朝因行无道之政而被天下人推翻。大王先入关中，得秦王子婴，平定三秦，功盖天下，安定万民，救败继绝，功大德厚，又施恩惠于有功劳的诸侯王，使他们能设立宗庙社稷。现在对天下诸侯的分封已结束了，而大王您与诸侯王的位号相同，没有上下的区别。因此，大王的伟德就无法广布于后世。请求大王称皇帝尊号。”
面对诸侯王的上书请求，刘邦推让说：“据说帝是贤者的称号，只是徒有虚名并无其实者，不能用。现在诸侯王都推选我，这怎么敢当呢？”于是，一帮诸侯王再次上奏说：“陛下以一介平民起义，灭乱秦，声威震动海内；又从僻陋的汉中之地出兵，行威德，诛灭不义之人，平定四海，立下大功。大王的恩德已广传四海，诸侯王的王号已不足道之，愿大王登皇帝之位，以顺应民意，造福百姓。”刘邦说：“诸侯王既然以为称帝号有利于天下百姓，那就这样定了吧！”诸侯王、卢绾等大臣三百余人，与博士叔孙通一起选择良辰吉日，定于二月甲午日，拥戴刘邦加皇帝尊号。公元前202年二月，汉王刘邦在汜水之阳（今山东定陶境）即位，定国号为“汉”，史称西汉。汉王刘邦称了帝，王后吕雉便被尊称为皇后，太子刘盈被尊为皇太子，刘邦已经死去的母亲被追尊为昭灵夫人。
刘邦被尊为皇帝，立即行使权力逐步巩固自己庞大的基业。他发布的第一道诏书就是封吴芮和无诸为王，以稳定广大的南方。他下诏说：“前衡山王吴芮与两子一侄，带领着南方百粤之地的兵马，佐助诸侯，诛暴秦，伐无道，立有大功，诸侯共议应立他为王，而项羽却加以侵夺，剥夺其王号，称为番君。现在以长沙、豫章、象郡、桂林、南海之地册立番君吴芮为长沙王。”再下一诏说：“前粤王无诸世代尊奉粤祀，秦侵夺他们的地盘，使他们社稷不得祭祀。诸侯伐秦，无诸亲自率领闽中的兵力佐助灭秦，项羽却忽视他而不立无诸为王。现封无诸为闽粤王，封以闽中之地。”
吴芮长期为官江南，深得人心；无诸为越王勾践之后，在闽越地区有相当的号召力。刘邦封吴芮、无诸为王，为汉皇朝取得了一个稳定的南方，为以后对异姓诸侯王的斗争打下了基础，这充分显示了刘邦在政治上的深谋远虑。
刘邦在汜水之阳即皇帝位以后，就率领文武百官西至洛阳，决定以洛阳为都城。五月，刘邦遣散士兵回家，以恢复和发展生产，安定社会。他下诏说：“诸侯士卒在关中的，免除十二年不征徭役，回归本土的，免除六年不征徭役。有的老百姓以前在山泽之间聚居以求在乱世自保，脱离了户口名数。现在，天下已定，应回归原籍，恢复原来的爵位田宅，地方官吏应以文法教育说服而不要鞭笞他们。百姓因为饥饿自卖为奴婢的，一律赦免为庶人。军吏卒逢大赦，无罪的，失去爵位的，及爵位不及大夫的，一律赐爵为大夫。原来是大夫的，一律再加赐一级。凡爵位在七大夫以上的，都让他们食邑，不是七大夫以上的，一律免除他自己及家庭的徭役。”又说：“七大夫、公乘以上，都属于高爵。诸侯将士及从军归乡的，很多有高爵。我曾数次下诏官吏，先给予他们田宅，对官吏有所求的应尽快满足。有高爵的人，也属人君，皇帝尚且尊重他们，而地方官吏却藐视他们，这是很没规矩的。先前的时候，秦代爵位至公大夫以上的，县令、县丞都为之行礼。现在，我对于爵位并不轻视，官吏又怎敢这样！况且法律规定，论功劳赏赐田宅，而未曾从军的小吏都已满足，有军功的却反而顾不上，这是守尉长官教导无方。现在命令官吏要善待高爵，以称吾意。有不按诏书办事的，从重论处。”
刘邦登基后的这一诏书，极大地推动了社会生产的恢复、社会秩序的稳定，为新建立的王朝的安定稳固打下了牢固的基础，这也显示出他身为开国帝王的不同寻常的政治远见。
刘邦移驻洛阳以后，派官员修缮宫室，加固城垣，打算长期以此为都城。这时候，齐地人娄敬被征发到陇西戍守，正好经过洛阳，见洛阳大兴土木，知道刘邦想长期定都洛阳。他放下小推车，穿着老羊皮袄，让同乡虞将军代为引见，只说要禀报要事。虞将军劝娄敬换一身新衣服，娄敬坚决不肯，他说：“我穿帛衣，就帛衣见刘邦；穿褐衣，就褐衣见刘邦，绝不会换衣服的。”
经虞将军引见以后，刘邦召见娄敬，并问娄敬禀报何事。娄敬问他：“陛下以洛阳为都，难道是想同周代比盛大吗？”刘邦说：“确有此意。”娄敬劝刘邦说：“陛下得天下并不同于周代。周代先祖后稷，帝尧封之于邰，积德行善一直持续十余代。公刘时避桀于豳。太王因为受到狄人攻伐，所以离开了豳，迁居于岐山之阳，百姓争相跟随。等到文王被封为西伯，决断虞芮之讼，开始受天命称王，太公望、伯夷从海滨前来归附。至武王伐纣，有八百诸侯不约而同在孟津相会，都说商纣可伐，遂灭了商。成王继位为王，周公之属为之傅相，才营造洛邑。因为洛邑是天下的中心，四方诸侯纳贡述职，路途远近平均。有德者则容易为王，无德者也极易灭亡。凡是占据此地的，务必效法周代以德政召致天下诸侯，而不能凭借险阻，使后代骄奢淫逸，以致残害百姓。周代全盛时，天下和洽，四夷宾服，仰慕周朝仁德而争相臣服周天子，不屯一卒，不战一士，八夷大国之民没有不归附的，都竭力为其效命，到了周代衰败的时候，周朝一分为二，天下不从，周天子不能控制，并不是因为恩德菲薄，而是因为形势变化，力量变弱了。陛下从丰沛之地起兵反秦，收拢士卒三千人，以此卷蜀汉，定三秦，与项羽战于荥阳，争夺成皋，大战七十，小战四十，使天下百姓连遭兵祸，父子暴骨于原野，哭喊之声绵延不绝，身体伤残者未得康复，而想同周代成、康之时相比盛大，臣私下里以为不相配。”
然后，娄敬提出了立都关中的建议。他说：“秦地有山河之险，关塞之固，猝然事情紧急，百万大军可立待而成。借用秦人的故业，占据肥美膏腴之地，这就是人说的天府之地。陛下若入关而建都于此，关东虽乱，而秦的故地可以保全。与人打架，不扼住喉咙，控制背部，就不可能获胜。若陛下入关而立都，凭借秦代旧地，也就是扼住了天下形势的喉咙而控制住了后背。”
听了娄敬的一番分析，刘邦虽觉有理，但还有疑虑，于是决定召集群臣商议。因为群臣大多是关东人，都说周代立洛阳为都，延续数百年，而秦在关中建都到二世就灭亡了，还是不如在洛阳建都。刘邦决定不下，决定召问谋士张良，想听听他的意见。张良对刘邦说：“洛阳虽然东有成皋，西有崤渑，背靠黄河，南向伊洛，地理坚固，然而，地方太小，不过数百里，土地贫瘠，四面受敌，此地不宜用兵。而关中左有崤山、函谷关，右有陇蜀，面积辽阔，沃野千里。南有巴蜀的富饶，北有胡苑的利益；三面险阻为守，仅以东向一面而控制诸侯。天下安定，可以借黄河、渭河之便征运天下粮草，供给京师；若诸侯有变，则可以顺流而下，足以供给。这真是金城千里，天府之国。娄敬所说确实有理。”于是，高祖刘邦采纳了娄敬的建议，即日下令起驾西迁，定都关中。为了表彰娄敬建议迁都关中的功劳，刘邦还赐娄敬姓“刘”，并任命刘敬做了郎中，号为“奉春君”。
汉五年（前202年）后九月，刘邦下令把诸侯之子迁徙到关中，以巩固新都，并下令修建长乐宫。汉六年（前201年）时，刘邦住在栎阳（今陕西临潼），五日一朝见太公，以尽人子之礼。这时，太公的家令对太公说：“天无二日，地无二王。太公虽然是父亲，终究是臣下，皇帝虽然是儿子，然而是万民之主，怎么能让人主来朝拜臣下呢？如此下去，威严如何得到应有的尊重？”后来，刘邦再去朝见太公时，太公居然执人臣之礼，到门口迎接，退着走。刘邦大惊，赶快下车扶着太公。太公对刘邦说：“皇帝是万民之主，绝不能因为我一人而改变天下秩序。”
五月，刘邦下诏说：“人之至亲，莫过于父子，所以，父亲有了天下则传给儿子。儿子拥有天下，则尊归于父亲。以前天下大乱，万民遭殃，朕披坚执锐，冒着危难平定暴乱，封立诸侯，息兵安民，一切都是因为太公教导有方。诸王、侯、将军、群卿已尊朕为皇帝，而太公没有尊号，现在上太公尊号为太上皇。”
汉承秦制，巩固皇权
刘邦建汉后，首先致力于建立健全汉家的制度。因汉初的制度大都是继承秦朝而来的，所以历史上有“汉承秦制”之说。其实，汉在继承秦制的同时，又根据西汉初年的需要有所变革。在中央，汉初实行的也是“三公九卿”制度，地方则实行郡县制。
除此之外，汉朝还实行封国制，所谓封国制，就是让诸侯王治理封地属国。后来，经过刘邦的清理，汉初分封的七个异姓王，除了长沙王吴芮外，其余都被陆续消灭。此后，汉高祖又分封了九个同姓王，他们都是高祖的子侄兄弟，但此后同姓王仍然叛乱不断。
接着，刘邦通过处理同母异父兄弟季布和丁公来威慑群臣。楚汉之争时，他俩都是项羽大将。季布几次领兵将刘邦打败，丁公也领兵追击过刘邦，但最后放过了他。刘邦做皇帝后，记恨季布打败过自己，就把他抓了起来。但想到自己也需要这样的忠臣来辅佐，就不再记仇，不但放了他，还对他封官加爵。丁公听说后，觉得连季布这样给过刘邦难堪的人都能做官，他这个曾对刘邦有恩的人就更不用说了。不料，他却被刘邦逮捕下狱。刘邦在朝廷上对众臣道：“丁公做项羽的将领时不忠，就是他这种人使项王败于我手。”刘邦下令处死了丁公，以警众人要做忠臣，不要学丁公。
在法律思想上，西汉以儒家思想为主，以法家思想为辅，取消秦朝“严刑峻罚”的做法，废除连坐法及夷三族，提出了“德主刑辅”，即以教化为主、刑罚为辅，达到宽柔相济、严松相当的统治效果。
由于秦末农民起义的打击，生产受到严重的破坏，社会经济凋敝，农民生活困难。刘邦采取了“休养生息”的政策，减免其徭役，减轻人民的负担，如减轻田租、什五税一、释放奴婢等。这些措施的实行，使百姓得以生息，民心得以凝聚，生产得以发展，国家得以巩固。到高祖刘邦末年时，经济已经明显好转，为平息、反击各少数民族的叛乱、侵扰打下了坚实的基础。
刘邦生于乱世，起兵反抗暴秦，经过一番血战，最终一统天下，建立了大汉王朝。在其统治期间，汉政权建立了一套行之有效的政治体制和经济制度。毫不夸张地说，大汉王朝是中国历史上实力最强大的王朝之一。中国的主体民族——汉族，即是由汉朝开始繁衍而来。由此可见，汉高祖刘邦不仅对汉族的形成作出了巨大贡献，对统一华夏和弘扬汉文化也作出了重要贡献。
