后七年六月己亥，帝崩于未央宫。乙巳，群臣皆顿首上尊号曰孝文皇帝。
——《史记·孝文本纪》
从汉文帝十年开始，匈奴便连年入寇，不仅对边塞军民造成了极大的杀伤，更是掳掠了大量百姓、畜产，其中尤以云中郡和辽东郡最为严重，皆被掳走了一万余人。
为了应对匈奴的屡次入侵，汉文帝虽然已经按照晁错的建议，开始推行“募民实边”政策，然而这是一项长期坚持才能见效的策略，由于政策推行时间尚短，受迁居人口不足、防御工事不够完善、防御体系尚未形成等因素影响，此时迁居的百姓尚无法形成足够的战斗力来应对匈奴的入侵。
于是，便形成了一种十分尴尬的局面，汉朝在不断向边塞迁居百姓，但由于短期内难以形成战斗力，结果非但没能抵御住匈奴的入侵，反倒是被匈奴掳走了不少人口。
汉文帝后元二年（前162年），为了给边塞百姓形成战斗力赢得时间，汉文帝不得不低下头来，再度派遣使者携带了大量钱财前往匈奴，希望与匈奴恢复和亲。
与此同时，匈奴老上单于的生命也走到了最后关头，为了确保权力的顺利交接，面对汉朝主动抛出的橄榄枝，他接受了汉朝传递的善意，双方关系遂有所缓和。
在抵御匈奴过程中，汉文帝意识到，匈奴之所以敢频频南下侵扰，倒不是汉朝军队的战斗力太弱，更多是因为汉军的机动能力太差，匈奴人完全可以凭借骑兵的机动优势，避开汉朝军队，专挑汉朝的防御薄弱处下手，然后赶在汉军主力赶到之前，携带者劫掠来的财物、百姓大摇大摆的返回草原，汉军对此根本无可奈何。
毕竟，汉朝军队就算再多，也根本无法做到在北部边境处处设防，总会被匈奴人找到漏洞，而等到汉军发现匈奴人的踪迹再出击，就只能跟在匈奴人的屁股后面吃土，且不说击败对方，甚至连交战的机会都没有。
因此，匈奴军队的南下劫掠，完全就是一场稳赚不赔的买卖，在毫无损失的情况下，就能掠夺到大量财富、人口，他们自然乐此不疲。
想要应对匈奴这种来去如风，不与汉军主力正面对决的战法，就必须让汉朝军队同样具备高速奔袭的能力，只有如此，才能避免汉朝的军队只能跟在匈奴人屁股后面跑的不利境地，才能让匈奴人不再有恃无恐。
为此，借着恢复和亲换来的喘息之机，汉文帝在继续加大“募民实边”政策推行力度的同时，又在汉朝的北部和西部边塞建立了三十六所马苑，派遣官奴三万余人，养马三十余万匹，并对民间养马的百姓予以奖励，为汉朝组建大规模骑兵做准备。
汉文帝后元三年（前161年），匈奴老上单于去世，其子军臣单于即位。
军臣单于即位后，依然将汉朝的叛徒中行说视为亲信，并在他的蛊惑下，积极准备攻打汉朝。不过，由于军臣单于刚刚即位，忙于整顿内部、巩固权力，汉匈双方这才维持了短暂的和平局面。
不过，这种和平的局面，也仅仅维持了不到两年而已。
汉文帝后元六年（前159年）冬，在权力巩固之后，军臣单于便在中行说的蛊惑下，再度撕毁和亲协议，调集六万大军，兵分两路南下，分别入侵上郡和云中郡，对汉朝边郡大肆烧杀掳掠，报警的烽火连绵不断，一路传至甘泉、长安。
汉文帝接到奏报，立即以中大夫免为车骑将军屯兵飞狐，以原楚相苏意为将军屯兵句注，派将军张武屯兵北地，派河内太守周亚夫驻兵细柳，派宗正刘礼驻军灞上，派祝兹侯徐厉屯驻棘门，以防备匈奴侵入关中。
为了提升士气，汉文帝亲自前往各军劳军，在慰问灞上、棘门驻军时，汉文帝都是车驾直接驰入毫无阻挡，将领们也都恭候迎送，直到慰问细柳营时，汉文帝派出的护卫竟然被拦在了军营大门之外，即使护卫们表明身份，并明确表示，“皇上快到了”。
守门军士仍然拒绝入内，并说，“我们将军有令，在军中只听将军号令，不听天子诏书。”
一会儿，汉文帝亲自赶到，结果也被拦在了营外，守门军士仍是那套说辞。汉文帝没有办法，只好派使者带着手谕去见周亚夫，周亚夫这才命人打开壁门，结果又被壁门守卫拦住车驾，说军中不得驰驱，汉文帝只好吩咐车夫缓缓行走。
到了军营之内，周亚夫顶盔掼甲上前行礼，说，“臣有甲胄在身无法行礼，请陛下准许臣以军礼拜见”。汉文帝同意了他的所请，遂改变礼仪，也以检阅军队的礼仪向将士们示意。
慰问完毕后，跟在汉文帝身边的大臣们都对周亚夫的无礼极为愤慨，但汉文帝却毫不在意，反倒赞叹道，“这才是真正的将军啊！此前到灞上、棘门劳军，简直形同儿戏”。
一个多月后，汉朝调集大军赶至边境，却再度扑了个空，匈奴兵早已远远逃走，汉军便也罢兵而还。事后，周亚夫因为统兵有方，被汉文帝提拔为了掌管京师治安的中尉。
此后一年多，汉匈双方再无大的战事，但是汉文帝的身体却是越来越差，最终一病不起。
汉文帝后元七年六月初一（前157年7月6日），汉文帝刘恒病逝于长安未央宫，享年四十七岁。
汉文帝留下遗诏说，“我听说天下万物萌芽生长，最终没有不死的，死亡乃是世间常理，事物的自然归宿，有什么值得悲哀的！如今世人都喜欢活着而讨厌死亡，死了又不惜破尽家产厚葬，加重服丧以致损伤身体，我认为这很不可取。况且我生前也没什么大的作为，对百姓也没有什么帮助，如果死了以后让百姓们在严寒酷暑的折磨下服丧凭吊，让天下人都为我悲哀，只能加重我的无德，对天下又有何益处！
我有幸能够继承皇位，治理天下二十余载，依靠神灵和祖宗保护，才使得国内安宁，没有战乱。我并不聪明，常担心施政有错，使先帝蒙羞，时间久了，又担心难以维持始终，却没想到侥幸享尽天年，被供奉于庙堂，对于我这样不够贤明之人，却能享受到这样的结果，我已经很满足了，还有什么可悲哀的呢？”
因此，汉文帝诏令全国官吏和百姓，自己的葬礼一切从简，百姓们只需哭吊三日就可除去丧服，不必禁止娶妻、嫁女、祭祀、饮酒、吃肉，也不必赤脚服丧哭祭等。
群臣经过商议后，为刘恒上庙号为太宗，谥号孝文皇帝，并以将军张武为复土将军，以中尉周亚夫为车骑将军、典属国徐悍为将屯将军，征调内史地和京城士卒一万五千人，在张武指挥下负责安葬工作。同年六月初七，汉文帝葬入霸陵，
汉文帝刘恒作为西汉的第三位执政者，在位的二十三年间，可以说是西汉的重大转折期。汉高祖刘邦和汉高后吕雉执政时期，虽然通过采用“无为之治”，使得天下逐渐安定，百姓安居乐业，但统治层面却始终矛盾重重，直到汉文帝即位以来，这种局面才得以扭转。
汉文帝虽然早年便就藩代国，远离长安这个政治漩涡，但他的政治手腕却极强，即位以来先是通过赏赐功臣和恢复封地来稳定朝中局势，之后又通过“先内后外”的顺序，先利用陈平、灌婴的先后去世成功压制相权，并以此为契机瓦解功勋集团，成功收回朝政大权。此后，又在贾谊的辅佐下，利用城阳王刘兴居和淮南王刘长谋反事件，震慑诸侯王，利用齐王刘则等诸侯王的去世，将齐国、淮南等实力强大的诸侯国予以拆封，一定程度削弱了诸侯王对朝廷的威胁。
与此同时，汉文帝为了对抗势力太大的功勋集团，通过纳贤的方式从民间和地方提拔了大量贤才以充实朝廷，其中的典型代表便是贾谊和晁错，这些人不仅对皇帝忠心耿耿，而且才能极为出众，为汉文帝的施政带来了极大的帮助。
除了政治手腕极强之外，汉文帝由于长期治理封国，对于民间疾苦深有体会，在收回朝政大权的同时，又通过一系列的改革惠及民生，在本就民心思定的情况下，使得百姓们安居乐业。
汉文帝以导致秦灭亡的弊政为鉴诫，论议国政讲究以宽厚为本，施政以安民为本，耻于议论别人的过失，这种风气影响到全国，改变了那种互相检举、攻讦的风俗，使得官吏安于自己的官位，百姓乐于自己的生业，风俗归于笃实厚道。
为了改变民生凋敝的景象，汉文帝通过带头耕作、减省租赋的方式，引导和鼓励百姓耕种，汉文帝先后两次“除田租税之半”，即租率由十五税一减为三十税一，使得三十税一成为汉代定制，更是在汉文帝十三年（前167年）全面免去了田租。此外，算赋也由每人每年120钱减至每人每年40钱。在汉文帝的治理下，百姓农业生产积极性大为提高，朝廷府库储蓄每年都有增加，进而推动了人口的迅速增长。
更为难得的是，汉文帝虽然重视农业发展，却也并未轻视商业，刘恒曾在汉文帝六年（前158年）下令开放原来归属国家的所有山林川泽，准许私人开采矿产，利用和开发渔盐资源，从而极大促进了盐铁等商业的发展，再加上废除关禁，使得“富商大贾周流天下，交易之物莫不通”。
此外，由于采纳晁错“入粟拜爵”和“募民实边”的策略，不仅加强了边境防备，而且极大减轻了百姓负担，于是生性节俭的汉文帝下令“丁男三年而一事”，即成年男子的徭役减为每三年服役一次，即使放眼历代王朝，这种徭役的减免力度，也是独一无二的。
在律法层面，虽然汉初的黄老之学吸收了法家的“执法、守法”思想，但汉文帝基于“安民、惠民”的立场，在沿用黄老之术治国的前提下，不仅废除了连坐法和肉刑，而且实行宽法治国，即便是犯罪者也大多从宽发落，因此刑罚大量减少，甚至一年之内全国只审判了四百起案件，出现了停止动用刑罚的景象。
在对外方面，针对北方匈奴，汉文帝延续了汉初以来的和亲策略，虽然由于中行说投靠匈奴，导致匈奴频繁南下劫掠，甚至先后两次大规模南侵，但总体而言，汉匈仍然保持着相对和平的态势，并未发生大规模正面冲突。
在对待南越方面，汉文帝即位以后，派人重修了赵佗先祖的墓地，派人每年按时祭祀，给赵佗的堂兄弟们赏赐了官职和财物，又向南越提供发展生产所需的铁器、农具、马牛羊等物品，这才使得吕后执政以来双方紧张的关系得以缓和。之后，汉文帝又以多次出使南越的陆贾为太中大夫，命其再度出使南越。陆贾到了南越后，向赵佗晓以利害关系，赵佗这才去除帝号再度称臣，使得南越重新归附，维护了国家的统一。
当然，人非完人，汉文帝虽然是一位治世明君，但也并非没有施政失误，例如前文提到的重用新垣平，短暂沉迷神仙术；又如对于邓通的偏宠，汉文帝竟然因为梦境，而对邓通宠爱无比，不仅给予其高官厚禄，前后赏赐上亿钱，后来更是赐予其铜山，允许邓通私铸货币，以致“邓通钱”流布全国，邓通因此而得以富甲天下。
当然，相较于汉文帝的成就而言，这些小的施政失误几乎可以忽略不计。
可以说，汉文帝执政的二十余年间，西汉的统治才开始真正步入正轨，正是从汉文帝时期开始，西汉才算真正开始步入盛世，他不仅是“文景之治”的开创者，更是“汉武盛世”的奠基者。