刘邦建立西汉后，其帝位传承开启了汉代四百余年的统治。刘邦之后的皇帝排列如下：
汉惠帝刘盈，为刘邦嫡子，继位后延续休养生息政策，但实权由吕后掌控，在位7年。
吕后去世后，大臣迎立刘邦第四子刘恒，是为汉文帝。他与随后继位的汉景帝刘启刘恒嫡子共同开创“文景之治”，奠定汉朝强盛基础。
汉景帝之后，其子刘彻继位，即汉武帝。他开疆拓土，独尊儒术，使汉朝国力达到顶峰，在位54年。
汉武帝后，幼子刘弗陵继位为汉昭帝，霍光辅政，稳定了武帝晚年的动荡。昭帝嗣，霍光迎立昌邑王刘贺，但其在位27天被废，随后迎立汉武帝曾孙刘询，是为汉宣帝。宣帝励精图治，形成“昭宣中兴”。
汉宣帝后，其子刘奭继位为汉元帝，西汉由盛转衰。元帝之后，成帝刘骜、哀帝刘欣、平帝刘衎相继继位，朝政日益混乱。平帝死后，孺子婴被立为傀儡，最终被王莽篡位，西汉灭亡。
王莽新朝短暂统治后，刘邦九世孙刘秀重建汉朝，定都洛阳，史称东汉，刘秀即汉光武帝，开创“光武中兴”。
光武帝之后，明帝刘庄、章帝刘炟相继继位，延续治世，史称“明章之治”。章帝之后，和帝刘肇、殇帝刘隆、安帝刘祜、顺帝刘保、冲帝刘炳、质帝刘缵、桓帝刘志、灵帝刘宏先后继位，东汉逐渐陷入外戚与宦官专权的恶性循环。
灵帝死后，少帝刘辩继位，旋被董卓废黜，改立献帝刘协。献帝成为傀儡，最终在公元220年禅位于曹丕，东汉灭亡。
刘邦之后的皇帝序列，既体现了汉代皇权的传承脉络，也折射出王朝兴衰的历史周期。