漢元帝劉奭是宣帝劉詢的長子，母親許皇后。劉奭在宣帝為平民時生於民間，2歲時宣帝即位，9歲時被立為太子。宣帝黃龍元年（公元前49年），宣帝逝世，27歲的劉奭即位。元帝是一個柔弱君主，在他統治時期，西漢王朝開始走下坡路。
劉奭長大以後，柔仁好儒，見宣帝治國重用刑法，曾說：「陛下持刑太深，宜用儒生。」宣帝聽後怒形於色，認為漢朝本有制度，歷來雜用霸、王二道，劉奭偏好純儒，恐怕是一個性格懦弱、不善用人的低能繼承人。他擔憂劉奭不能繼承重任，有意更換太子，但又不願背棄自己已故的患難之妻、劉奭的生母許皇后，所以一面嘆息「亂我家者必太子也」，一面還是把帝位傳給了劉奭。
果然，繼位的元帝放棄了漢室前幾位皇帝的「雜用王霸之道」的傳統，重視經學，獨尊儒術，尊師崇儒。所以，朝中的重臣大多是他的師傅和儒生。
宣帝臨終之前，託付三名大臣輔佐朝政，一位是外戚史高，另兩位是元帝的師傅肖望之和周堪。肖望之是東海蘭陵（今山東棗莊東南）人，宣帝時任太子太傅，教授《論語》和《禮儀》，與同時教授《尚書》的少傅周堪都是德高望重的老臣。宣帝在病中拜肖望之為前將軍光祿勛，拜周堪為光祿大夫，授詔輔政，兼領尚書事。肖、周二人本為師傅，又受先帝遺詔輔政，所以元帝即位之初，接連數次宴見肖、周，研究國事，討論朝政。元帝對師傅極為尊重和信任。
元帝還大力擢用儒生。當時，肖望之推薦了博學多才的大儒劉向和忠正耿直的金敞，元帝均付以重任，並加官給事中，即特賜隨便出入禁中、參與機密之權。他即位不久，聽說琅邪（今山東諸城）人王吉和貢禹是明經潔行的儒學大師，就特派使者召來京師做官，王吉病死在赴京途中，貢禹入京拜為諫大夫，隨後又升為御史大夫，位列三公。為了發展儒學，重用儒生，元帝曾一度指令京師太學的博士弟子取消定員限制，凡能通一經的民間儒生均免除兵役、徭役。後因用度不足，博士弟子定員千人，即使這樣也比宣帝末年的名額增長了5倍。元帝在位期間重用的大臣，多為漢代知名的經學大師。
在元帝起用的儒生中，有不少性格耿正，敢於直諫的人。元帝重儒，因而對於直言極諫的儒者多不怪罪。薛廣德敢於直言，有時甚至搞得元帝很難堪。一次，元帝出宮中便門到宗廟祭祀祖先，忽然產生了乘船觀水的濃厚興趣，打算放棄橋渡路線，改坐樓船前往宗廟。薛廣德攔在元帝前，脫掉帽子，恭敬地跪在地上叩頭，要求元帝從橋上通過。元帝讓他戴上帽子起來，薛廣德說：「陛下不聽為臣規諫，臣將自刎，用鮮血污染車輪，那時陛下就不能進廟去祭祀先祖了。」元帝聽後，很不高興。光祿大夫張猛對元帝說：「陛下，臣聽說有聖明的君主才有敢言的直臣。乘船危險，走橋安全，聖明君主不靠近危險，御史大夫的話是應該聽從的。」元帝瞪了薛廣德一眼，說：「曉人以理不應該這樣嗎？」於是從橋上通過。
元帝尊師重儒的同時，也寵奸任佞，一批奸佞小人麇集於朝廷要樞，石顯是其中最主要的一個，他依靠元帝寵信，以中書令官職專權十幾年，一直到成帝即位。
石顯出身於世代書香的大地主家庭，少年犯法受宮刑，入宮為宦官，宣帝末年任中書僕射，與中書令弘恭結為黨友。元帝即位時，石顯已經是一個飽覽宦海沉浮和官場事故的鑽營利祿的老手了。他口齒伶俐，頭腦狡黠，內心歹毒，不但精通朝務，左右逢源，而且能用心計和語言探測出皇帝尚未明講或難於言傳的內心含意，憑著這套本領，很快就贏得了元帝的歡心和寵信。隨著寵信加深，中書的權力日益增大，石顯等人以久典樞機、熟悉朝務為優勢，常常非議、抵制甚至推翻領尚書事的肖望之、周堪的意見，引起肖、周等正直派官員的反對。於是朝中形成了以弘、石為首的中書勢力和以肖、周為首的正直勢力的對立局面。雙方明爭暗鬥，越演越烈。
肖、周向元帝提出廢除中書機構，試圖根除石顯等一夥奸佞勢力。元帝性格柔弱，採取折衷態度，對廢除中書之議久置不決。而石顯、弘恭則及時行動，數次設計，先是逼肖望之自殺，後又氣死了周堪。雖說元帝憐惜師傅，而且還把周堪的職位加在石顯之上，但是終因識不破石顯的計謀，而石氏又穩操實權，未能保住師傅的地位、性命。從此正直派官員失去了首領，更處於被動和困難境地。
正直派失敗後，朝中有一名郎官，名京房，他見石顯專權，吏治敗壞，就制訂了一套清明吏治的獎懲方案，名曰「考功課吏法」。元帝很賞識這套方案。但京房深知要推行其法，必須首先除掉石顯。在一次晏見時，京房向元帝提出一連串發問，做了一次深入透徹的進諫。京房問：「周幽王、厲王為何危身亡位？他們任用的什麼人？」元帝說：「君主糊塗，用的是巧佞人。」京房又問：「知道巧佞而任用呢還是以為他們賢明？」元帝說：「當然是認為他們賢明。」京房接著問：「那麼後人為何知道他們不賢明？」元帝說：「後人看到亂世亡君的惡果，所以知道不賢明。」京房說：「這麼說來，是任賢必治，任佞必亂。那麼幽、厲為何不覺悟，為何一直任用佞臣，以致搞得國破身亡？」元帝回答：「面臨亂亡的君主都自以為任用的臣是賢臣，若都覺悟，天下哪裡還會有昏君呢！」京房把話鋒一轉，問：「那麼陛下觀當今天下是治世還是亂世？」元帝毫不隱諱地說：「也算是極其混亂了，還有什麼說的。」京房又問：「那麼當今陛下任用的是何人？」元帝支吾其詞：「……話不能這麼講，今天雖然混亂，比幽、厲時還算好些；況且這與用人沒有關係。」京房感慨地指出：「陛下，前代君主就是這樣看待他那個時代的，臣恐怕後人評論今天，也像我們今天評論前代一樣啊。」元帝沉默了。好一會兒才說話，他問：「那麼，你說今天為奸行佞的亂臣是誰？」京房回答：「明主自己應該知道。」元帝說：「朕不知道。如果知道，朕為何還要用他？」京房說：「臣所說的，就是陛下所最信任、共同在帷幄中密圖大事、掌握天下用人權的那個人。」元帝明白京房指的是石顯，於是說：「朕已知曉。」
京房這番忠諫，可謂語重心長，發人深思，但京房退後，元帝信用石顯一如既往。因為石顯已經用各種狡詐手段騙得了元帝對他牢不可破的寵信，石顯對元帝騙得越深，元帝對石顯越信任，後來乾脆把朝政一股腦推予石顯。事無大小，都由石顯彙報，也多由石顯裁決。石顯貴幸傾朝，文武百官都敬畏他。繼肖望之、周堪、張猛死後，石顯為排除異己，又陸續害死京房、鄭弘、張博、賈捐之、蘇建等人，並迫害陳咸、朱雲、王章等多人。由於元帝過於寵信石顯，石顯總以中書（尚書）權力侵奪朝權，漸使漢代尚書機構權力重起來。石顯憑藉尚書權，不斷清除政敵，入獄的入獄，服刑的服刑，有的免官歸野，有的合家流放，不少人被推上斷頭台。上至公卿下至郎吏的滿朝官員，無不畏懼以石顯為首的中書勢力，處處小心謹慎，甚至連走路時抬腿落足也不敢稍有疏忽大意。
元帝在位期間，匈奴已經衰落，邊郡比較平安，不過偶爾也會出現一些小摩擦。對於如何處理邊郡問題，元帝總是召集群臣討論，而往往採取在爭辯中佔上風的意見和主張。
武帝開拓漢域南疆時，曾在今海南島設置珠崖、儋耳二郡，由於漢朝官吏對當地人民進行殘酷壓迫，經常激起武裝反抗。元帝即位的次年，珠崖山南縣起兵反漢，連年不能平定。元帝召集群臣討論，擬調重兵前往鎮壓。後元帝採納多數派代表賈捐之的主張，決定放棄珠崖郡。初元三年（公元前46年），下詔宣布罷除珠崖郡，郡中居民願意屬漢，妥善安置，不願屬漢，不相勉強。這樣，珠崖郡自武帝元封元年（公元前110年）設置以來，歷時64年，至元帝被廢。
永光二年（公元前42年）秋，隴西郡姐羌旁種反叛漢朝，元帝又召集群臣討論對策。元帝聽雙方各自言之有理，就在採納多數人意見的基礎上，命馮奉世率1萬多官兵開進隴西郡，分屯三處，被羌人破軍殺將，進守不得。馮奉世只好畫出隴西郡的詳細地形和羌漢兵力的分布局勢，呈送元帝請求援兵。元帝徵發6萬援軍開入隴西，當年年底平定了羌人的叛亂。
漢元帝外交政策上的成功之例，是和北方的匈奴修好，胡漢和親。元帝即位之初，匈奴已經衰弱，內部矛盾重重。呼韓邪單于歸漢，初元元年上書言民眾睏乏，元帝命雲中、五原二郡輸送谷2萬斛救援。郅支單于叛漢，初元四年殺漢使者，逃往康居。建昭三年（公元前36年）冬，西域都護甘延壽和副校尉陳湯矯詔調集西域各國兵，誅斬了郅支單于。呼韓邪單于聞聽誅斬了郅支，又喜又怕，上書提出朝見天子。竟寧元年（公元前33年），呼韓邪來長安朝拜元帝，要求做漢朝皇帝的女婿，以表示與漢親近。元帝以後宮良家女子王昭君賜予單于，呼韓邪萬分高興，要為漢朝保護西北邊塞，請元帝罷除西北邊防，與民休息。元帝讓有關部門討論，議者都以為是件好