在海上，給方士驛車，秘密派出了數以千計的使者去尋找仙人。
四月，返回到奉高。皇上想著儒生和方士們對封禪禮儀的說法各不相同，又缺乏古書記載，實在難以施行。天子又到了梁父山，行禮祭祀地神。乙卯日，命侍中官儒生頭戴白鹿皮帽，身穿插笏（ｈù，戶）官服，天子射牛，進行祭祀。在泰山下的東方築壇祭天，依照郊祀泰一神的禮儀。祭天的壇寬一丈二，高九尺，壇下放有封禪的文書，文書的內容隱秘，夫人知曉。祭禮完畢，天子單獨帶著侍中奉車都尉霍子侯登上泰山，也舉行了祭天儀式。這些事情都禁止洩露。第二天，順著山北的道路下山。丙辰日，在泰山腳下東北方的肅然山闢場祭地，按照祭祀后土的禮儀。以上的封禪，天子都親自拜見天神、地神，穿黃色禮服並全部用了音樂。用採自江淮一帶的三稜靈茅作神墊，用代表五方的五色泥土混雜起來多多地加在祭壇上。還放出遠方奇異的飛禽走獸和白毛野雞等動物，大大增加禮儀的隆重氣氛。但不用兕牛、旄牛、犀牛、大象之類的動物。天子及其隨從都是到了泰山，然後離去的。舉行封禪大典的那天晚上，天空彷彿有亮光出現，白天又有白雲從祭壇中升起。
天子封禪歸來，坐在明堂上，群臣相繼上前祝壽。這時天子下詔令給御史：“我以渺小之身繼承了皇帝的至尊之位，一直謹言慎行，唯恐不能勝任。我德行微薄，不懂禮樂。祭泰一神時，天上象是有瑞祥之光，我心中不安好象望見了什麼，被這奇異景象所深深震憾，想要停止卻不能，終於登上泰山築壇祭天，到了梁父山，然後在肅然山闢場祭地。我要完善自己，勉力與士大夫們一起重新開始。賜給百姓每百戶一頭牛、十石酒，八十歲以上的老人和孤兒寡婦，再另加賜布帛二匹。免除博縣、奉高、蛇丘和歷城等地的賦稅，不用交納今年租稅和免除徭役。大赦天下，和乙卯年的大赦令一樣。凡是我巡行所經過的地方，都不要再有馳刑再犯的輕罪徒。如果是在兩年以前犯的罪，一律不再追究。”又下詔說：“古時天子每五年出巡一次，在泰山舉行祭祀，諸侯們來朝拜都有住所。應該讓諸侯在泰山下各自修建官邸。”
天子在泰山封禪完畢，並未遇上風雨災害，方士們又說蓬萊等神山好象就要找到了。於是皇上很高興，覺得或許自己能遇到，就又東行到海邊眺望，希望能見到蓬萊神山。奉車都尉霍子侯突然生病，一天的功夫就死了。皇上這才離開，沿海而上，往北到達碣石。又從遼西開始巡行，經北方邊境到達九原縣。五月，回到甘泉宮。主管官員說，寶鼎出現那年的年號為“元鼎”，今年天子到泰山舉行封禪大典，年號應為“元封”。
這年秋天，有慧星出現在東井宿（ｘｉù，秀）天區，光芒四射。十幾天後，慧星又出現在三臺宿天區，光芒四射。有個望氣的人叫王朔的說：“我觀測時，只見那星出現時形狀象葫蘆瓜，一會兒就又消失了。”主管官員說道：“陛下建立了漢家封禪禮制，上天大概是用象徵吉祥的德星出現來報答您。”
第二年冬天，天子到雍縣郊祀五帝，回來後又拜祭了泰一神。祝辭說：“德星光芒四射，象徵美好吉祥。壽星相繼出現，光輝遍照遠方。信星明亮降福，皇帝敬拜諸神福澤無量。”
這年春天，公孫卿說在東萊山見到了仙人，那仙人好象是說了“想見天子”。天子於是到了緱氏城，任命公孫卿為中大夫。隨即到了東萊，在那裡留宿了幾天，什麼也沒看見，只看見了巨大的人腳印。天子又派出數以千計的方士去尋找神仙奇物，採集靈芝仙藥。這年天旱。這時候，天子已經沒有出巡的正當名義了，就前往萬里沙祈求降雨，路過泰山時又舉行了祭祀。返回時到了瓠（ｈú，狐）子口，親自來到堵塞黃河決口的現場，停留了兩天，沉白馬於河中，以祭河神，然後離去。派二位將軍率領士兵堵塞決口，把黃河分成