公元前202年2月，劉邦在山東舉行登基大典，定國號為漢，是為漢高帝。他當了皇帝之後，也採取了一些措施以鞏固皇權。當時各地的異姓王因為手裏有兵權，還三心二意。其他的開國功臣，為功勞大小和賞賜爭鬥不休，如果安撫不當，他們就會投奔異姓王作亂。還有原來六國的後代，中央丞相的權力對皇帝的威脅。所以，劉邦用了八年時間，解決這些讓他不放心的因素。
劉邦第一個收拾的，就是大功臣韓信。接着，就是彭越等諸侯。最終，只剩下了長沙王吳芮。雖然他也誅殺了不少功臣，但相比唐朝的李世民、明朝的朱元璋來説，是小巫見大巫。在他去世15年後，證明了他當初誅殺功臣沒有錯。
在晚年，劉邦寵愛及其子趙王如意，疏遠了呂后。再加上太子劉盈軟弱，他幾次想廢黜太子，立劉如意為繼承人。後來他在平定英布叛亂時，中了一箭，讓已經年老的劉邦身體大不如前。到長安時，病情加重。呂后給他找來名醫，卻被他攆走。
為了鞏固皇權，劉邦也是煞費苦心。彌留之際，呂后問他死後人事的安排，説：“蕭何死後，誰可以接替他的位置呢？”劉邦回答道：“曹參。”呂后接着問曹參之後的接班人，他説王陵可以接任，但王陵的智謀不足，可以由陳平輔佐。陳平有智謀，卻不能決斷大事。周勃雖不善言辭，但為人忠厚，日後安定江山的人肯定是他。呂后想再追問，劉邦説以後的事兒她也不知道了。