到了一个老父亲牵着一只狗，他说‘我想见巨公’，可转眼间就不见了踪影。这接连不断的奇闻让汉武帝对神仙的存在越发深信不疑。他亲眼见到了那巨大的脚印，虽然心中仍有疑虑，但当群臣再次提到那位神秘的老父时，他终于完全相信了仙人的存在。于是，汉武帝决定在海上停留一段时间，与方士们一同乘坐传车，频繁派遣使者去寻找神仙。参与此次行动的人数多达数千人，他们怀着对神秘世界的向往和对长生不老的渴望，踏上了这场充满未知的冒险之旅。
一直到夏天四月，武帝才从海上返回，到达奉高后，汉武帝在梁父山举行了祭祀地主的仪式。他命令侍中儒者们头戴皮弁，身着搢绅，举行射牛的仪式，然后在泰山下的东方进行封禅，其礼仪与在郊外祭祀泰一神相同。所封之处宽一丈二尺，高九尺，其下方放置着玉牒书，书中的内容是保密的。封禅仪式结束后，汉武帝独自与侍中、奉车都尉霍子侯登上泰山，同样也进行了封禅，这些事情都是被禁止外传的。第二天，汉武帝从泰山的北面下山。在泰山脚下的东北方向，有一座肃然山，汉武帝在这里举行了禅礼，其礼仪与祭祀后土的仪式相同。汉武帝亲自拜见，这次他身上穿着黄色的衣服，并且全部使用了音乐。在江淮之间，用三脊的茅草作为神的坐垫，用五色土来增加封禅的高度。在封禅祠中，夜晚似乎有光芒出现，白天则有白云从封禅的地方飘出。汉武帝从禅礼返回后，坐在明堂中，群臣依次上前祝寿，歌颂他的功德。汉武帝下诏说：我以渺小之身继承了至尊之位，战战兢兢，惟恐德行浅薄，不懂得礼乐制度，因此祭祀八神，遭遇天地的恩赐，显现出种种景象，仿佛有所听闻，被怪物所震惊，想要停止却又不敢，于是登上泰山进行封禅，一直到梁父山，然后登上祭坛，庄重地自我更新，很高兴能与士大夫们一起重新开始。将十月定为元封元年。汉武帝出行所到之处，包括博县、奉高县、蛇丘县、历城县、梁父县等地，百姓拖欠的田租和赋税，都被免除，不必缴纳今年的算赋。同时，汉武帝还赐予天下百姓每人一级爵位。此外，由于每隔五年就要进行一次巡狩，并且要在泰山举行祭祀活动，因此汉武帝下令让诸侯们各自在泰山脚下修建府邸。汉武帝在泰山封禅之后，天气晴朗，没有风雨。而方士们却纷纷进言说蓬莱的众神似乎即将可以被见到，于是汉武帝满心欢喜地期待着能够遇见神仙，再次向东来到海边眺望。
汉武帝想要亲自乘船出海去寻找蓬莱仙山，群臣纷纷劝谏，但都无法阻止他。这时，东方朔说道：所谓的神仙，其实是自然而然地得到的，不必急于去强求。如果一个人有道，就不用担心得不到；如果一个人无道，即使到了蓬莱见到了仙人，也没有什么益处。我希望陛下还是先回宫安静地等待，仙人自然会到来。汉武帝听了这番话，这才停止了出海的想法。然而，这时奉车都尉霍子侯突然得了重病，一天之内就去世了。霍子侯是霍去病的儿子，汉武帝对他的死感到非常悲痛。于是，汉武帝就离开海边，向北前往碣石，巡视了辽西地区，又经过北方边境，最后到达九原。直到五月份，汉武帝才回到甘泉宫。这次出行，总共绕行了一万八千里。
在这之前，桑弘羊担任治粟都尉一职，并兼任大农令，负责管理天下的盐铁事务。他推行了平准之法，规定远方各地都要按照不同时期商人转运贩卖的物价来征收赋税，并相互转运货物。在京城设置平准机构，统一接受天下的物资运输。大农所属的各个官府，都要搜罗天下的货物，物价上涨时就出售，物价下跌时就购进，目的就是让那些富商大贾无法从中牟取暴利，从而使各种物价都不能随意飞涨。到了这个时候，汉武帝外出巡视郡县，所经过的地方都要进行赏赐，耗费的帛多达一百多万匹，金钱数以亿计，这些费用都取自大农。桑弘羊又请求允许官吏缴纳粮食来补充官职空缺以及让罪犯用粮食赎罪。这样一来，崤山以东地区每年漕运的粮食就增加到了六百万石，一年之中，太仓和甘泉仓都装满了粮食，边境地区也有了剩余的谷物，各种物资的均输也很顺畅，帛达到了五百万匹，百姓没有增加赋税，但国家的开支却很充裕。于是，汉武帝赏赐桑弘羊爵位为左庶长，黄金二百斤。?
这当时天下发生了轻微的旱灾，汉武帝于是命令官员们去祈求降雨。卜式说道：县官本应依靠征收租税和穿衣吃饭，如今桑弘羊却让官吏们坐在市场上的店铺里，贩卖货物以谋取利益，如果将桑弘羊烹杀，上天就会降雨了。到了秋天，有彗星出现在东井星附近，过了十几天，又有彗星出现在三台星附近。望气王朔说：我观测到只有填星出现时像瓜一样大，一顿饭的工夫，就又消失了，有关官员们都说：陛下建立了汉朝的封禅大典，上天大概是用德星来回报陛下吧。