汉武帝时期，国力强盛，经济繁荣，宫苑建筑又掀起了热潮。未央宫得到进一步扩建，据考古勘测，未央宫周长8560米，四面各有门。据《西京杂记》记载，未央宫有殿43所，池13个，山6座，门95座，此外还有渐台及凌室（贮冰）、织室等作坊，是一组庞大的建筑群。
随着一座座壮丽宫苑的建成，汉武帝对都城长安也不断进行改修扩建，设八街、九陌、东西九市、三宫、九府、三庙和一百六十闾里，城内经纬相通，道路平直。长乐、未央二宫位靠南，桂宫位靠西，南城外有规模巨大的礼制建筑群，西城外是建章宫和上林苑，城墙基本上已趋正方，颇有方矩稳重之美。其形制与布局也基本上为后来各封建皇朝所承袭。
从《三辅黄图》、《西京赋》、《三秦记》、《西京杂记》等资料看，西汉宫殿的建筑装饰与艺术处理颇为豪华。其栋椽梁柱均选用有香味及美丽木纹的木料，其上雕刻绘彩。用玉石做门窗口、柱础，用玉珰钉椽头。瓦当图案多样，许多是艺术珍品，丰富了檐口的装饰。地面铺素面砖或花砖，甚至在地砖上涂漆。殿内墙面上有墙衣，并绘有各种美丽彩绘图形，真可谓五彩缤纷，目不暇接，体现出汉人的审美情趣。
在皇家宫殿、园林建筑极尽壮丽之能事时，诸侯王、达官显贵、富贾巨商也竞相效尤。鲁恭王刘馀以好治宫室著名，所建灵光殿，雄传壮观。西汉末年，王公贵族侈靡腐化，尤其是王氏五侯的宅第，足以骇人。“五侯群第，争为奢侈……大治第室，起土山渐台，洞门、高廊、阁道，连属弥望”，“第中起土山，立两市，殿上赤墀，户青琑”[18]，简直就是小型的宫殿。受皇家园林的影响，私家园林在西汉也出现了。梁孝王刘武建有“兔园”，园中有石堆的假山，有平地开掘的池塘，还有许多宫观连亘分布园中。茂陵大富商袁广汉也建有一园，据《三辅黄图》记载，该园“东西四里，南北五里”，“激流水注其中，构石为山”，“奇兽珍禽，委其间。积沙为洲屿，激水为波涛”，“奇树异草，靡不培植。屋皆徘徊连属，重阁修廊”。亭台楼阁融于林木花草之中，使自然美与艺术美得到统一，这简直与皇家园林没有什么两样。