汉武帝用人的另一个重要特点是赏罚分明，该赏的毫不吝惜，该罚的也绝不手软。他赏赐有功大臣的时候，动辄赏赐几十万金，出手大方；而执起法来，也是铁面无情，不徇私枉法。当时的昭平君是隆虑公主的儿子，又娶了汉武帝的女儿夷安公主，可以说既是汉武帝的外甥又是汉武帝的女婿，身份十分特殊。隆虑公主非常疼爱自己的儿子，在病危的时候，恳请预先为儿子昭平君赎一次死罪，汉武帝当时顾及亲情，就答应了。后来，昭平君果然醉酒后杀了人，犯了死罪。此事如何处理，主办法官不敢定夺，于是请示汉武帝。武帝身边的人也都提起当初对隆虑公主的承诺，为昭平君求情。汉武帝沉痛地说，我妹妹老年得子，临终托付给我。可是国家法令由先祖所创，我若为了妹妹破坏了先祖的法令，如何对得起列祖列宗，又如何对得起天下百姓。于是虽然痛哭不已，但还是批准主办法官的要求，对昭平君处以极刑。
说到赏罚分明，也许有些人会为大将李广抱不平，王勃就有“冯唐易老，李广难封”的慨叹。实际上，汉武帝不封李广是有自己的理由的。虽然李广屡有战功，匈奴称之为“飞将军”，对汉武帝忠心不二，但实际上李广确实没有太大的胜绩。有人问他为何不给李广封侯时，汉武帝明确地说：“我只按斩敌数封赏，如果按资历封赏必将造成军士的不服，使军心涣散。”一语点破了李广难封的原由，这正好说明汉武帝确实是赏罚分明的。