6. 世宗孝武皇帝刘彻：前141年-前87年在位，共54年。他是汉景帝刘启的中子，母亲是王氏。汉武帝在位期间，在政治上，加强中央集权，设立内朝，削弱丞相权力；在经济上，改革币制，推行盐铁专卖等政策；在文化上，采纳董仲舒的建议“罢黜百家，独尊儒术”，使儒家思想成为封建社会的正统思想；在军事上，多次发动对外战争，开拓疆土，击败匈奴，开辟了辽阔的疆土，使西汉王朝达到鼎盛时期。但他晚年也存在一些问题，如迷信方术、穷兵黩武等，导致社会矛盾有所激化。不过，他在临终前下了《轮台罪己诏》，对自己的政策进行了反思和调整。
7. 孝昭皇帝刘弗陵：前87年-前74年在位，共13年。他是汉武帝的小儿子，母亲是赵婕妤（钩弋夫人）。武帝晚年立他为太子，为了帮助刘弗陵平稳过渡政权，武帝任命霍光为大司马大将军，又任命车骑将军金日磾、左将军上官桀担任霍光的副手，遗诏辅佐少主。昭帝即位时年幼，霍光等大臣辅政。在霍光的主持下，西汉继续保持稳定，经济有所发展，但昭帝年仅21岁就去世了，没有留下子嗣。
8. 废帝刘贺：前74年在位，仅27天。他是汉武帝第五儿子昌邑哀王刘髆之子，为人狂妄叛逆。汉昭帝去世后，没有子女继承皇位，霍光等人迎立刘贺为帝。但刘贺在位期间行为荒诞，不理朝政，很快就被霍光等人以淫乱的罪名废除了皇位。
9. 中宗孝宣皇帝刘询：前74年-前48年在位，共25年。他是汉武帝长子戾太子刘据的孙子，本名刘病已。昌邑王刘贺被废后，霍光等大臣迎立刘询为帝。宣帝即位后，采取了一系列措施整顿吏治，加强皇权，打击权臣势力，任用贤能，重视农业生产，使西汉的经济和社会得到进一步发展。他还设立西域都护府，加强了对西域地区的管理和控制，使西汉的疆域达到最大。在他统治时期，西汉出现了“孝宣中兴”的局面。
10. 高宗孝元皇帝刘奭：前48年-前33年在位，共16年。他是汉宣帝刘询嫡长子。元帝时期，西汉的国力开始逐渐衰退。他性格柔弱，优柔寡断，过于信任宦官，导致朝政腐败，社会矛盾激化。同时，他对外采取了较为保守的政策，使得西汉在边疆地区的影响力有所下降。
11. 统宗孝成皇帝刘骜：前33年-前7年在位，共26年。他是汉元帝刘奭长子。成帝在位期间，沉湎于酒色，荒淫无道，不理朝政，将朝政大权交给外戚王氏（以王莽为代表），使得王氏家族势力迅速膨胀，为西汉的灭亡埋下了隐患。
12. 孝哀皇帝刘欣：前7年-前1年在位，共6年。他是汉元帝刘奭之孙，定陶恭王刘康之子。哀帝在位时，试图进行一些改革来挽救西汉的衰落局势，但由于受到外戚和宦官势力的制约，改革未能取得实质性成效。他与董贤的关系备受争议，留下了“断袖之癖”的典故。