根據志怪小說《漢武故事》，漢武帝的乳名為彘zhì （對，沒錯，就是彘，豬的意思），他的父親在他7歲的時候給他改了名字——“劉徹”。

然而，根據《漢書·孝景紀第五》、《史記·孝景本紀》的記載，劉徹被立為膠東王前，就已經叫劉徹了，壓根沒有使過彘字。後世的司馬光的《資治通鑑·卷第十六·漢紀八》，也沒有用《漢武故事》的說法，由此，大部分認為幼名彘是以訛傳訛。也有人說漢代彘徹同音，所以劉彘是同音致訛。

劉徹初名彘，天生聰穎過人，慧悟洞徹，進退自如。三歲時，景帝抱於膝上，試問劉彘：“樂為天子否？”對曰：“由天不由兒。願每日居宮垣，在陛下前戲弄。”劉彘信口而應的回答，使劉啟不得不對這個兒子另眼看待。

劉彘有驚人的記憶力，求知慾特別強，尤愛讀書中古代聖賢帝王偉人事蹟，過目不忘。景帝深感詫異。劉彘“訟伏羲以來群聖，所錄陰陽診候龍圖龜冊數萬言，無一字遺落。至七歲，聖徹過人”，景帝遂改劉彘名“徹”。“徹”字表示充滿智慧，達到聖德的要求。

前元四年（前153年），劉徹以皇子的身份被封為膠東王。同年，景帝的長子、他的異母長兄劉榮獲封為太子。前元六年（前151年）秋九月，無子無寵的薄皇后被廢。第二年（前150年）春正月，廢慄太子劉榮為臨江王；夏四月乙巳，其母王氏被立為皇后，丁巳，劉徹被立為太子。他成為太子與其母孝景王皇后和其姑母館陶公主劉嫖有很大關係。劉嫖許諾將她的女兒陳氏嫁給當時四歲的膠東王劉徹。

後元三年（前141年）正月，景帝逝世。甲子，太子劉徹即皇帝位，尊皇太后竇氏曰太皇太后，皇后王氏曰皇太后。