第二位被正式册封的汉武帝皇后是卫子夫，卫子夫出身贫寒，在平阳府中做歌女。汉武帝宠幸她后，被平阳府送入宫中。后来卫子夫为汉武帝生下长子刘据，被册封为皇后。但是后来随着卫子夫年纪逐渐变大，人老珠黄；汉武帝便很少来看她，后来太子被小人陷害，身为母亲的卫子夫冒险起兵帮助儿子，兵败后在宫中自杀。

还有两位汉武帝皇后，她们并非正式册封，而是后面追封的。一位是李夫人，她本是舞姬出身，深受汉武帝的喜爱，可是在她最受宠的时候却因病去世，后被追封为孝武皇后。还有一位就是钩弋夫人，她年轻美丽深受汉武帝喜爱，并为他生下儿子。可年老的汉武帝担心自己死后钩戈夫人把持朝纲，就找借口将其处死，并将其追封为皇后。