‧外戚世家》记载，武帝的母亲王夫人怀彘时，梦见太阳投入其怀中。武帝出生前，景帝则梦见一只红色的猪从云中降下来，直入宫内的崇芳阁。景帝一下子惊醒了，他召来一位算卦的姚翁请教，姚翁说：“这是大吉大利的预兆。这个崇芳阁里一定会出生一位主宰国家命运的人，他将会平定北方的夷、狄等异族，使国运昌盛，成为刘氏王朝兴盛时期的一位明主。”

《太平广记》有这样的记载：刘彘3岁时，景帝把他抱在膝上，问他愿不愿意当皇帝。武帝说：“这事是由上天安排的，由不得我自己。但我愿意天天在皇宫里住着，在父亲面前玩耍，决不会放肆不恭而不尽作儿子的责任。”

景帝听了这番话，心里更加惊奇，就特别注意对他的教导培养。过了几天，景帝又把刘彘抱到书桌前，问他喜欢读什么书，让他详细说一说。刘彘就开始背诵从伏羲以来的一些圣贤的著作，包括一些论述阴阳五行和历代的著名国策论文，背了几万字的文章没有遗漏一个字。 其惊人的记忆力让景帝深感诧异。

立为太子

由于景帝的薄皇后没有儿子，因此太子只能从景帝其他后妃所生的14个庶子中选择。武帝4岁时，被封为胶东王，庶子中最年长的刘荣被封为太子。由于刘荣的母亲栗姬心胸狭窄、善妒，逐渐为景帝所不喜。不久，刘荣被废。

然而，景帝的弟弟梁王在宠爱其的母亲窦太后的支持下，也开始谋求储位。在窦太后被众大臣说服取消这个想法后，梁王派遣杀手杀死了十几位大臣。看在窦太后的面子上，景帝只给了将梁王赶回封地、不得随意出入京城的处分。梁王不久郁郁而终。

在刘荣、梁王这些障碍消除后，王夫人被立为皇后，刘彘被立为太子。景帝因见他聪明透彻超过凡人，就给他改名叫刘彻。“彻”字表示充满智慧，达到圣德的要求。

刘彻做了太子后，更加勤奋学习。他学习的范围很广，包括骑马、射箭、儒学与文学，也因此更得到景帝的喜爱。其老师卫绾对其影响很大。

刘彻14岁时，廷尉请景帝审批一件杀人案。杀人者叫防年，被杀的是其继母。因为继母杀了防年的生父，所以防年杀了继母。廷尉拟判防年大逆罪，但景帝觉得有些不妥，就询问刘彻的看法。刘彻如此分析道：“通常说继母如同生母，这说明继母与生母不同。只是父亲娶她为妻，地位才如同生母罢了。现在防年的继母既然杀了其生父，他与继母也就情断义绝，不再存在母子关系。应当按一般的杀人罪判处，不应判大逆罪。”景帝采纳了这一意见，按一般杀人者判处防年弃市。大臣们也都认为刘彻的分析很恰当。景帝从此更加器重刘彻。