首先，汉成帝利用外戚打击宦官势力。汉成帝用明升暗降的办法任命权臣石显为长信中太仆，使其离开权力中心丧失实权，然后丞相匡衡和御史大夫张谭等人联名上疏揭露石显及其党羽过去的罪恶。石显被免官逐回家乡，死于中途，其走卒也纷纷被免官。

其次，汉成帝利用外戚和朝臣抑制另一派外戚。成帝继位，王凤首先排挤了能力强、名声大的冯昭仪的弟弟冯野王，又迫使许皇后之父许嘉引退。

再次，王凤排挤丞相王商。王商的父亲王武是汉宣帝的舅舅，堂兄王接曾任大司马车骑将军。这也是一支活跃于元、成政坛上的外戚家族。当时惟一能与王凤相抗衡的，就是王商。王商在政坛上稳步高升，不但有外戚家族的背景，而且政治识见和能力，都不在王凤之下。两人在许多问题上议论不同，关系渐渐紧张。王凤与外戚史丹合谋，派人秘密调查王商的隐私，又教唆频阳（今陕西富平）人耿定上疏诬陷王商。汉成帝觉得难以查证，可是王凤坚持要查办，成帝无奈，只得免去王商的丞相职务。王商被免相仅三日，就大口吐血，悲愤而死。其子弟亲戚有在宫中任职的，一律被赶出长安城。至此，王凤专制朝政，已没有了强大的反对派。

汉成帝的制衡政策运用的并不成功，太后王氏一族势力不断壮大，成为最后的胜利者。太后王政君的七个兄弟都被封侯，老大王凤官位高至大司马、大将军、领尚书事，其大司马职位先后由王音、王商（成都侯）、王根继承，最后传至王政君的侄子王莽。总之，王商死后，朝中再无可以节制王氏一族的力量，这一切都为王莽篡汉创造了条件。

在还未继承帝位的时候，汉成帝就已经沉湎于酒色，登基之后更肆无忌惮。汉成帝有一个男宠张放，史书上记载他“少年殊丽，性开敏”。汉成帝对他十分宠爱，平日里“与上卧起，宠爱殊绝”，还将张放提拔成中郎将，两人经常一起微服私访，汉成帝在外出游玩时假称是张放的家人，由此可见张放当时受宠的程度。

此事引起了朝臣的不满，各种言论传到了太后王政君的耳中，再加上几个国舅的煽风点火，太后就将张放以莫须有的罪名流放。汉成帝不堪思念之苦，多次召张放回京团聚，之后又迫于压力把张放放逐，据史书记载，“故常涕泣而遣之”，如此反反复复，除此之外成帝还“玺书劳问不绝”，千里传递书信；之后则顾忌宠妃赵氏姐妹不再进行；而张放则“思慕哭泣而死”。

汉成帝即位起，就花了大量金钱，建造霄游宫、飞行殿和云雷宫供自己淫乐。他最初专宠少年结发妻子许皇后，前后20年，生了一儿一女，皆夭折，这引起了王氏集团的担心无嗣，让汉成帝恩宠六宫，后来许皇后色衰，成帝便也移情别恋，开始宠爱班婕妤。班婕妤生了一个男孩，数月即夭折。班婕妤美而不艳，丽而不俗，又博通文史，知书达礼，她没有一般女子“好妒”的毛病，把侍女李平进献给汉成帝，李平又得宠幸，也被封为婕妤。汉成帝说：“当初孝武帝的卫皇后也从微贱而起。”因此赐李平姓“卫”，她就成了卫婕妤。

汉成帝时曾经有数次灾异现世，刘向、谷永等大臣皆归咎于许皇后，说是由于她“专宠”造成的。于是，许皇后的“椒房掖廷用度”被减省，甚至最后连皇帝的面也见不上了。许皇后一肚子怨气无从发泄，她的姐姐、平安侯夫人许谒背地里巫蛊恶毒诅咒后宫有身孕的妃子。此事被成帝的另一宠妃赵飞燕揭发，许谒等人巫蛊被处死，许皇后连坐被废黜，后来被赐死。

皇后的位置空缺两年，成帝有册立赵飞燕为后的想法，太后王政君以其身世低微、非侯门女为由阻拦。后由淳于长从中斡旋，汉成帝封赵飞燕的父亲为成阳侯，赵飞燕成了侯门之女，才登上了皇后的宝座。

永始元年（前16年），汉成帝立赵飞燕为皇后，同时晋赵合德为昭仪，又把昭阳殿赐给赵合德一人居住。为了感谢淳于长斡旋之功，成帝赐淳于长关内侯，不久又封为定陵侯。

成帝为了取悦新皇后，令工匠在皇宫太液池建造了一艘华丽的御船，叫“合宫舟”。一天，成帝带着飞燕一同泛舟赏景。飞燕穿着南越所贡云英紫裙、碧琼轻绡，一面轻歌《归凤送远》之曲，一面翩翩起舞，成帝令侍郎冯无方吹笙以配飞燕歌舞。舟至中流，狂风骤起，险些将身轻如燕的赵飞燕吹倒，冯无方奉成帝之命救护，扔掉乐器，拽住皇后的两只脚不肯松手，飞燕则继续歌舞。此后，宫中便流传“飞燕能作掌上舞”的佳话。

正当赵飞燕沉浸在母仪天下的荣华与威势之中时，却失了宠。得宠的是赵合德，从小与赵飞燕一起长大，对姐姐十分尊敬，在成帝面前为她百般回护，因而飞燕的地位并未因皇帝移宠而动摇。赵氏姐妹，尤其是赵合德，专宠十年有余，但两人皆无子。

宫中有个叫曹伟能的女官，怀上了成帝的孩子，临产时，赵合德命中黄门田客拿着皇帝的诏书，毒死了曹姬，取走了婴儿，最终不知下落。后来嫔妃许美人怀孕，汉成帝暗中派御医去探视，又送给许美人三粒名贵的养身丸药，做保胎之用。许美人生了儿子以后，赵合德知道了，大哭大闹了一场，最后胁迫成帝亲手掐死了自己的儿子。赵氏姐妹的残忍令人发指，而汉成帝的昏蒙也无以复加。当时有讥刺赵飞燕童谣道：“燕燕，尾涎涎，张公子，时相见。木门仓琅根，燕飞来，啄皇孙。皇孙死，燕啄矢。”

汉成帝结发妻子许皇后先后生下一儿一女，但不久都早夭；之后与班婕妤有一子，也早夭；后来宠幸赵飞燕、赵合德姐妹，皆无子，而赵氏姐妹迫害后宫，导致汉成帝最终绝后，皇位只能由侄子继承。

绥和元年，汉成帝册封异母弟定陶恭王刘康之子刘欣为皇太子。

就在立刘欣为皇太子的第二年，即绥和二年（前7年）二月，出现了异乎寻常的天象，光耀汉王朝的火星竟然失去了往日的光采，似乎是被水浇了一样。一时间人心惶惶，都认为是皇帝将有不测，刘骜极为紧张，到处寻找破解之法。

此时一个自称善于星相的郎官贲丽粉墨登场，说此事也容易，只要找一个权重位尊的大臣作替身就行。于是丞相翟方进当即被召见，要求他为国尽忠。翟方进刚返回丞相府，刘骜的诏书就尾随而来，将翟方进斥责一通，说他丞相当得不合格，以致政事紊乱、天灾不断，要他自己看着办，翟方进只好自杀。

得到丞相的死讯，刘骜龙颜大悦，为翟方进隆重举行了葬礼，还亲临致祭，他自认为灾星已退，自己有望长命百岁了。

绥和二年（前7年）二月，刘骜夜宿未央宫，第二天早晨起床穿衣，准备接见辞行的楚思王刘衍和梁王刘立，谁知刚刚穿上裤袜，衣服还没能披上身，就忽然身体僵直、口不能言，中风扑倒床，动弹不得。

绥和二年三月丙戌日（前7年4月15日），酒色侵骨的汉成帝在赵合德的怀抱中中风暴死于长安未央宫，孝元王太后“治问皇帝起居发病状”，赵合德畏罪自杀。

汉成帝在位25年，终年45岁。谥号“孝成皇帝”，安葬于延陵（今陕西咸阳市东）。

由于汉成帝儿子都在他之前死亡，因此继位的是侄子刘欣。王莽当政时，曾在汉平帝去世后，奏请为汉成帝上庙号“统宗”。至光武中兴，该庙号被废除。

汉成帝绥和元年（前8年），在大臣何武的建议下，成帝展开了官制改革，赐大司马金印紫绶，置官属，又将御史大夫改为大司空，由银印青绶升级为金印紫绶，两者与丞相平起平坐，合称“三公”，正式确立了三公平行的政治体制。同时又改刺史为州牧。

汉成帝在位时，提拔农学家氾胜之担任议郎，后其又被任命为“劝农使者”，负责“教田三辅”。氾胜之所撰的《氾胜之书》是中国第一部较为完整的农业科学专著，发展了战国以来的农学，在当时被各地广泛采用，享有很高的声誉，对后世也产生了深远的影响。

河平三年（前26年），汉成帝鉴于秘府之书多有亡散残缺，继汉武帝刘彻之后，又一次大规模地在全国范围内采访图书文献。

汉成帝下诏使谒者陈农求遗书于天下，又委任光禄大夫刘向总领校勘、整理采访来的书籍，命刘向校经传、诸子、诗赋；步兵校尉任宏校兵书；太史令尹咸校数术；太医监李柱国校方技，每校完一书，辄条其篇目，撮其旨意，做成提要，论其指归，辩其谬误，连同定本送交，由他亲自观览后定夺。这一时期的图书征集和编校文献活动，对后世的目录学、校雠学、藏书学有十分深远的影响。最早的分类法和目录《别录》《七略》就在此间问世，开创了世界上最早的图书分类、编目工作的实践。

汉成帝时，匈奴复株累若鞮单于即位，仍娶王昭君，并遣子右致卢儿王醯谐屠奴侯入侍汉朝。河平元年（前28年），单于遣右皋林王伊邪莫演等奉献，朝贺正月。返回匈奴时，伊邪莫演声称要降汉，成帝采纳光禄大夫谷永、议郎杜钦的建议，拒绝受降，从而妥善处理好与匈奴的关系。翌年，单于上书请求朝见成帝，遂于河平四年（前25年）正月入朝，成帝加赐锦绣缯帛二万匹，絮二万斤。其后匈奴搜谐若鞮单于、车牙若鞮单于、乌珠留若鞮单于相继即位，均遣子入侍汉朝。

汉宣帝时，乌孙被汉朝分为大、小昆弥。汉成帝时，小昆弥乌就屠去世，发生内乱，汉朝立安日为小昆弥。后安日为降民所杀，汉朝又立其弟末振将为小昆弥，当时大昆弥雌栗靡很有威信，末振将担心自己地位不保，派人刺杀雌栗靡。汉朝想讨伐末振将，但无法办到，就派中郎将段会宗与都护廉褒商量对策，决定立雌栗靡的叔父、解忧公主之孙伊秩靡为大昆弥，并逮捕在长安为质的小昆弥侍子。到了元延二年（前11年），末振将被大昆弥翕侯难栖杀死，安日之子安犁靡代为小昆弥。汉朝痛恨不能诛杀末振将，便派段会宗杀死末振将的太子番丘来补偿，段会宗因功受封为关内侯。后来末振将的弟弟卑爰疐逃到康居，想借兵攻击大、小昆弥、大、小昆弥畏惧，也就更加亲附依靠西域都护。

河平四年（前25年）四月，曾杀害汉使的罽宾国王阴末赴遣使来汉朝谢罪。汉朝打算派使者回访，杜钦说服大将军王凤不要搭理忘恩负义且道路绝原的罽宾，得到采纳。但罽宾贪图贸易之利，使者每隔数年就来一次汉朝。

成帝时，康居派质子入侍汉朝并朝贡，但自恃绝远，不肯像西域都护所管辖的诸国那样向汉朝臣服，不拜汉使，甚至将汉使座次安排在乌孙等国使者下面。西域都护郭舜指出康居本来就没有什么战略价值，又无礼于汉使，只是贪图贸易才遣子入侍，因此请求归还康居侍子，断绝与康居的往来，以表明“汉家不通无礼之国”。但汉朝仍然保持与康居的往来。

成帝河平年间，西南夷的夜郎王兴与句町王禹、漏卧侯俞互相攻伐，牂柯太守请求发兵诛兴等，成帝没有采纳，而是派太中大夫张匡持节和解，但兴等不听命，甚至还在道旁刻木为汉吏，向其射箭。大将军王凤推荐金城司马陈立为牂柯太守，陈立伺机杀死夜郎王兴，并出兵攻灭兴的妻父翁指和儿子邪务，从而稳定了西南局势。

汉成帝死葬延乡，故名延陵。延陵是全国重点文物保护单位，位于陕西省咸阳城北5公里处渭城区周陵乡马家窑村。陵冢为覆斗形，底部周长690米，高29.2米，四阙遗迹仍然存在。陵东北500米处有班婕妤墓，俗称愁娘娘坟。形如覆斗，底部周长320米，高14米，顶边30米。有7座陪葬墓布其东翼。

延陵陵顶中央陷下一个3米深的大坑，可能是墓室被盗导致的陵顶塌落。陵冢正南有清代陕西巡抚毕沅所书“汉成帝延陵”石碑一通。

延陵东北约600米处，有汉成帝班婕妤墓，当地群众称为“愁女坟”或“愁娘娘坟”。班婕妤是汉代著名史学家班彪的姑母，她博通经史，为人端庄大方，常作赋抒发伤感之情。留传今日的还有《自悼赋》、《捣素赋》、《怨歌行》三篇。成帝死后，她以婕妤的身份守园陵，死后陪葬于延陵附近。陵高14米，呈复斗形，陵基周围曾出土云纹瓦当和其他汉代砖瓦残块。

延陵之西还有一大冢，疑为许皇后陵。许皇后是大司马车骑将军平恩候嘉女，成帝为太子时入宫为妃，即帝位时立为皇后。《汉书·外戚传》载：“后聪慧，善诗书”，得宠于成帝。赵飞燕入宫后，为了夺得皇后的宝座，便向成帝谮告许皇后，结果被册收皇后玺，废居昭台宫。缓和元年（前8年），“赐药自杀，葬延陵交道厩西”。

《汉书·卷十·成帝纪第十》