他的儿子刘据因为巫蛊之祸被迫自杀，后来刘据的孙子刘询上位之后为祖父平反了冤情。刘闳刚满十八岁就英年早逝了，并没有留下子嗣。刘旦在汉武帝死后造反失败自杀身亡了，同样自杀身亡的还有刘胥。刘髆是汉武帝与最爱的女人李夫人生的儿子，是将军李广利的外甥，后来他的儿子刘贺继承皇位，就是近期发现的海昏侯的墓主人废帝刘贺。刘弗陵就是最后继承汉武帝大统的人，他继位为基本扭转了西汉衰败的迹象，但是奈何天妒英才，年仅二十一岁就逝世了。

汉武帝的女儿中卫长公主嫁给了平阳侯，之后史书上并没有很多记载。鄂邑长公主密谋杀害霍光，霍光是汉武帝托孤的人，辅佐刘弗陵上位，后事发自杀而亡，阳石公主死于巫蛊之祸。汉武帝的一生强硬，似乎没有很多子女缘，他的子女要么死在巫蛊之祸，要么死在叛乱中，能善终的人非常少。可见这样的一个英雄人生也有不如意的地方，他晚年下的罪己诏也是在反省自己的过错。