漢武帝劉徹一生共有四位皇后，但前兩位是正式冊封的，後兩位則是死後追封的。第一位、陳皇后陳皇后，出生於長安，是漢武帝劉徹的表姐，也是漢武帝的第一任皇后。陳皇后的父親是漢朝第三代堂邑侯陳午，母親是館陶長公主劉嫖（即漢武帝劉徹的姑姑），在漢武帝四歲時就將自己的女兒許配給了劉徹。陳皇后的名字在史書中是沒有確切記載的，因為後世的一些小說，比如：志怪小說《漢武故事》和唐代類書《藝文類聚》中將其稱之為阿嬌，所以後世的人們就都將這位陳皇后稱之為陳阿嬌或陳嬌，甚至由此還衍生出了「金屋藏嬌」這個成語的野史。
因為在劉徹七歲時被立為儲君這件事上陳皇后的母親館陶公主劉嫖有很大的功勞，陳皇后在漢武帝十六歲登基為帝後，身份也從太子妃變為了皇后，所以就更加的驕橫尊貴。而館陶公主也沒閒著，仗著當初有功於漢武帝，所以就沒完沒了的向漢武帝索取財物，漢武帝心中便慢慢的開始厭惡館陶公主。最初漢武帝願意寵著陳皇后而不去不碰別的女人，還花費9000萬治療她的不孕之症，但他們結婚十年卻始終沒能生孩子，加上陳皇后又生性驕橫善妒，漢武帝對陳皇后的寵愛也開始慢慢衰減。在此之後漢武帝開始寵幸其他女子，這就使得陳皇后嫉妒不已，就和女巫楚服施以巫蠱之術禍害他人。
事發以後，武帝勃然大怒，下了一道廢后的聖旨，將陳皇后貶去了長門宮。十多年之後，陳皇后在長門宮病逝，她這大半輩子都在冷宮中度過，悽涼孤獨。第二位、衛子夫第二位被正式冊封的漢武帝皇后是衛子夫，在衛子夫還沒有進入皇宮中的時候，曾在平陽公主的府內做歌女，後來被平陽相中送進宮中備受劉徹的寵愛，在陳皇后被廢以後，武帝最寵愛的妃子就是衛子夫了，而且后妃當中也屬衛子夫生的孩子最多。漢武帝的長子劉據就是衛子夫所生，漢武帝極其喜愛這個兒子，還將他立為太子，最後將衛子夫立為了皇后。衛子夫從歌女到皇后的這段經歷堪稱傳奇，然而更為傳奇的還在後面，衛子夫居然穩坐皇后之位整整37年之久。
在這37年中，衛子夫也年老色衰，但武帝卻沒有將其廢后，不得不說這是個奇蹟了。後來，江充誣告衛子夫的兒子劉據用巫蠱謀害武帝，劉據匆忙逃走，漢武帝派軍捉拿，最後劉據被逼自殺身亡。武帝雖然沒拿這件事廢掉衛子夫的後位，但是卻收走了她的皇后印綬，等同廢后。衛子夫最終也只有自殺來以證清白了。後來衛子夫被曾孫漢宣帝劉詢追諡為思，她是中國歷史上第一位擁有獨立諡號的皇后。第三、李夫人李夫人是宮廷樂師李延年的妹妹，中山國的歌伎，年輕貌美，能歌善舞。一次，李延年向武帝進獻《佳人歌》，隨著動聽的歌曲將妹妹一併奉上，武帝看上其美貌，在寵幸之後便封她為夫人。
可惜李夫人紅顏薄命，年輕輕輕就病逝。她死之前堅持不讓漢武帝探望，怕漢武帝見到她的樣子會厭惡她，想讓武帝記住她最美的樣子。劉徹在她死後，尤為思念，便追封她為「孝武皇后」。漢武帝還曾為李夫人招魂，並由此創造了皮影戲。這也算李夫人為後世人們做的一大貢獻吧。第四、鉤弋夫人最後一位是漢武帝晚年寵幸的鉤弋夫人趙氏。據傳說鉤弋夫人是武帝東巡的時候發現的美女，當時她雙拳緊握，只有武帝能讓她舒展，平展之後，發現其手中有一支玉鉤，所以得名拳夫人或鉤弋夫人。鉤弋夫人為漢武帝生下了一個兒子劉弗陵，被立為太子。漢武帝在那時已經年老，心想太子年幼，而鉤弋夫人又很年輕，為了杜絕子少母壯，外戚幹預政事的情況發生，漢武帝下決心賜死了鉤弋夫人。在劉弗陵繼位之後，追封自己的母親為皇太后，也算是一個名分吧。