武帝征和四年(前89年)桑弘羊等人上书，建议在轮台戍兵以备匈奴，汉武帝驳回其建议，并下诏反思，称“当今务在禁苛暴，止擅赋，力本农 。修马政复令以补缺，毋乏武备而已” 。史称《轮台罪己诏》
武帝后元二年(前87年)二月，汉武帝驾崩，终年七十岁，在位共五十四年，葬于茂陵，谥号孝武皇帝 。遗命霍光、金日磾、上官桀辅佐幼子刘弗陵(时年八岁，后改名刘弗)即位，为汉昭帝 。
汉宣帝本始二年(公元前72年)五月，汉宣帝刘询尊武帝的庙号为世宗 。
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