武帝晚年对过往错误的忏悔，不仅表现在上述几则言行中，更集中体现在了一道正式颁布的诏书上。
这就是历史上著名的《轮台罪己诏》。
颁布这道诏书的起因，是稍早之前，由搜粟都尉桑弘羊和丞相田千秋、御史大夫商丘成联名呈上了一道奏章，大意是说：“轮台以东，有可灌溉农田在五千顷以上，应派遣屯田士卒前往，设置校尉，栽种五谷；同时修建要塞亭障，一直向西扩张，既可威慑西域诸国，也可保护盟国乌孙。”
据《汉书》《资治通鉴》等史料记载，武帝刘彻看完奏章后，“深陈既往之悔”，于是便有了这道罪己诏。撮其要旨，深自悔过的内容主要有这么几段话：
前有司奏欲益民赋三十，助边用，是重困老弱孤独也。而今又请遣卒田轮台。轮台西于车师千余里，前开陵侯击车师时，虽胜，降其王，以辽远乏食，道死者尚数千人，况益西乎！
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乃者贰师败，军士死略离散，悲痛常在朕心。今又请远田轮台，欲起亭隧，是扰劳天下，非所以优民也，朕不忍闻。
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当今务在禁苛暴，止擅赋，力本农，修马复令，以补缺、毋乏武备而已。
这几段话的大意是：