四月，皇帝返回奉高。皇上认为儒生和方士们所说的封禅人人说法不同，没有统一的标准，难以实施。天子到了梁父山，按礼仪祭祀地神。乙卯日，命侍中儒生们头戴皮弁，插笏，身穿礼服，射牛行事。在泰山下的东方筑坛祭天，如同郊祀泰一神的礼仪。封坛广一丈二尺，高九尺，坛下埋有玉牒书，书的内容隐秘。祭祀完毕，天子单独与侍中奉车子侯登上泰山，也举行了封禅。这些事都禁止泄露。第二天，皇帝顺山阴道下山。丙辰日，在泰山东北的肃然山举行禅礼，如同祭祀后土的礼仪。天子都亲自拜见，穿黄色衣服并全部用乐。江淮一带所产的一茅三脊草作为神垫。用五种颜色的泥土杂封。放走远方奇异的飞禽走兽以及白雉等诸物，都增加了祭祀所用的牺牲。兕旄牛、犀、象之类的不用。这些都在泰山祭祀后离去。举行封禅祠祭的夜间若有光芒出现，白天则有白云从坛中升起。
天子从泰山封禅回来，坐在明堂上接受群臣的朝拜。于是下诏给御史：“我以渺小的身躯继承了皇帝大位，兢兢业业惟恐不能胜任。我德行菲薄，不懂得礼乐。祭祀泰一神时若有神光出现，若隐若现好像盼望神灵降临，恍恍惚惚震于怪物，想停止祭祀却又不敢，于是登上了泰山筑坛祭天，到了梁父山又举行了禅礼祭地。自新起更始，嘉许与士大夫重新开始。赐给百姓每百户一头牛、十石酒，八十岁以上的老人和孤寡之人加赐布帛二匹。免除博县、奉高、蛇丘和历城等地的赋税，不用交纳今年的租税。如同乙卯年赦令一样赦免天下罪犯。在行驰道中经过的地方都不要进行复作。事情在两年前发生的，都不再追究治罪。”又下诏说：“古代天子每五年巡察一次诸侯国，在泰山举行祭祀。诸侯要在指定的地方建立诸侯国宾馆以供皇帝到来时住宿。命令诸侯各自在泰山脚下建立宾馆。”
天子已经封禅泰山之后，没有遇到风雨灾害，而方士们又说蓬莱等海中神山仿佛可以到达，于是皇上很高兴地希望能遇到神仙真人，就又往东到海边去眺望，希望能遇到蓬莱仙山。奉车子侯突然生病，一天后死去。皇上就离去了，沿海而行，向北到达碣石山，从辽西进入北边国境，经过九原郡返回。五月份，返回甘泉宫。有司上奏说宝鼎出现定为元鼎元年，把这一年定为元封元年。
这一年秋天，有彗星出现在东井宿中。十多天之后，又有彗星出现在三台宿中。望气王朔说：“我独自观察时只见彗星出时像葫芦瓜一样大小，一会儿就消失了。”有司官员说：“陛下建汉家封禅制度，这是上天报应出现的祥瑞星云。”
第二年冬天，天子在雍县祭祀五帝之神后回宫时顺便在泰一神祠祭祀。赞辞说：“德星灿烂辉煌地照耀着天空，这是天下太平的吉祥征兆啊！寿星又出现了光辉照耀着天空幽远而明亮！信星明亮地出现在天空皇帝虔诚地礼拜祭祠泰一之神祈求神灵保佑长寿。”
第二年春天，公孙卿说在东莱山看见神人了，好像还说“想见天子”。天子于是到了缑氏城，任命公孙卿为中大夫。于是到了东莱山等了几天不见神人出现只看见巨人脚印。又派方士们去寻找神怪和采灵芝仙药的人数以千计。这一年闹旱灾。于是天子出了无名的冤气就祷告万里沙神祠后经过泰山又去祭祀后土之神以求雨解冤气获得丰收；返回时路过瓠子口亲自到黄河决堤处视察堵塞黄河决口并在那里沉白马玉璧祭祀河神；在那里停留了两天后沉祭品离去；让二位大臣率领士兵堵塞黄河决口；黄河改道北流有二条河道只恢复了禹治水时的原貌大概而已。
这时已经灭了南越国越人勇之就说“越人习俗相信鬼神而其祭祀的都能见到鬼神且多次有效验；以前东瓯王敬奉鬼神活了一百六十岁；他的后代子孙怠慢对鬼神的敬奉所以衰败”。于是命令越巫建立越祝祠按越人习俗祭祀上帝和各种鬼神并用鸡骨占卜；皇上信以为真越祠鸡卜开始兴起并被广为运用。
公孙卿说：“仙人是可以见到的但皇上常常来去匆匆因此见不到；如今陛下可以建造一座楼台像缑氏城那样在上面放置脯枣等祭品有可能请到神仙；况且仙人喜欢居住高楼”。于是皇上命令在长安建造蜚廉馆、桂观馆甘泉宫建造益延寿观派公孙卿手持符节设置行具等候神仙光临；又建造了通天台在台下摆设祭品用来招引神仙之类；又命甘泉宫建造前殿开始增建各个宫室；夏天有灵芝生长在宫殿内中；天子因为堵塞黄河决口而建造了通天台好像有神光云彩于是下诏书说：“甘泉宫防生长了九茎灵芝赦免天下罪犯允许罪犯以钱赎罪”。
第二年讨伐朝鲜国；夏天大旱；公孙卿说：“黄帝时举行封禅天大旱三年”；皇上就下诏书说：“天大旱大概是因为封禅的事吧？命令天下百姓都要尊祠灵星之神”。
第二年皇上巡察雍县通过回中道进行视察；春天到达鸣泽从西河郡返回长安。
第二年冬天皇上巡察南郡到达江陵后向东行进；登上潜县的天柱山依礼祭祀称为南岳；乘船顺江而下从寻阳县到枞阳县经过彭蠡泽祭祀了那里的名山大川；然后北到琅邪郡沿海行进；四月份中到奉高县举行封禅典礼祭祀泰山之神。
当初天子封禅泰山时泰山东北脚下有古人留下的明堂旧址但地势险峻宽敞开阔不符合要求；皇上想在奉高县旁边修建明堂但又不晓得明堂的建筑制度规模；这时济南人公玊带上黄帝时的《明堂图》；《明堂图》中画有一大殿四面没有墙壁用茅草盖屋顶通水环绕宫墙修有复道上面建有楼从西南方向进入殿堂命名为昆仑天子从那里入殿拜祀上帝；《明堂图》上又画有：堂上有一方坛环绕有水以祭天神名为泰一坛；水环绕在坛外有围墙四面各有四门八座名叫鬼门；八座鬼门外的台阶都有许多祭品像祭祀的牲口须用牛犊各鬼门用一头总共要用八头还有醴酒和郁鞠酿的甜酒共八瓮黄色丝织品加藉膜和束帛以及供鬼神享用的其他祭品；明堂上还要陈列四季应时的谷物等祭品；上帝所用的祭器是上圭外黑内红下呈绀色有三尺多长上面刻有如日月般的文饰名叫“灵圭”用丝织品加藉膜垫着玉制的杯子上刻有如粟粒般的文饰一齐陈列在灵圭上；五位天帝的座位各自规定帝坛的颜色安放五帝各自的灵位没有常坐之帝；举行祭祀时所用牺牲随五帝的喜好而各有所别祭坛的内外要清扫洁净并在命名上各自另有名号不能相互错乱这就是五帝各自的太室祭坛所在；秋天八月份开始祭祀称为“尝”意思是用新收获的农作物来供奉祭祖；到了年终腊月时举行大合祭称为“烝”；这时要在明堂泰一室中遍祭各位天神而五帝则按部位于各自坛上合祭他们的太祖和远祖五天一遍如此循环往复终而复始地祭祀不休；祭毕要分别举行剔骨仪式把骨头埋入地下把其他祭品烧掉；祭祀时要身穿黄色衣服并配以黄色丝织品加藉膜和束帛所献的牲酒醴等祭品都要是各色的玉制器皿和黄金制器皿器皿上还要刻上当时铬文以免年久忘失不知所属哪位神灵所用；各位侍祠官员都要穿绣有各色花纹的礼服多少随其爵位高低而定不能相同只有礼侍祠官穿一色黑衣并要加以特别标记独成为一军；祭日的供品用牛脾一个在大鼎中煮熟后盛在玉制器皿中不加佐料命名为“太牢”；凡供奉所用牛肉必须取自牛的肩胛骨上的瘦肉切成长块不能切成丁或肉末其他牛身上的肉要制成干肉放在大茅屋中外面用干草遮蔽起来以供诸神享用；在明堂上所杀的牛必须在郊外清洁的地方预先斋戒饲养三个月所用牺牲都要完好无疾病；在良日吉日杀牛时要敲打鼓乐演奏《太牢》之曲乐章是三遍当演奏到第三遍时太祝牵着牛进入明堂