桑弘羊掌管财政大权后，增设大农部丞数十人，分赴各地对郡国混乱的盐铁官进行整顿，并增加了盐铁官的设置地区，经过他的一番努力，朝廷共在二十七个郡设立三十五处盐官，在四十个郡设立四十八处铁官，基本完善了盐铁官营的管理系统和经营网络，使得盐铁官营措施逐渐走向了正规化。
随着盐铁官营制度的全面推行，凭借着朝廷的大力扶持，相较于私营盐铁来说，官办盐铁无论是在规模化生产方面，还是在资金、设备和人员方面，都体现出了极大的优势，为降低生产成本、实行标准化生产和工艺技术改进提供了巨大助力，从而使得盐铁成为了朝廷主要收入来源。
在署理财政事务的基础上，桑弘羊还创立了均输法。该制度最初由桑弘羊在元鼎二年（前115年）出任大农丞后创立，并在部分郡县予以试行，到桑弘羊主管国家财政之时，已经试行了五年时间。
均输法规定，凡郡国应向朝廷贡纳的物品，均按照当地市价，折合成当地土特产品，上交给均输官，由均输官运往其他地区出售牟利。如此，既可以避免商贾的中间盘剥，防止商人垄断市场，大大降低收购的成本，又可以免除郡国向朝廷输送贡物人力和物力的浪费，同时还可以流通物资，并随时调剂国家所需要的物品。
元封元年（前110年），鉴于当时商贾为求牟利，经常囤积商品导致物价上涨，主持全国财政的桑弘羊在请示汉武帝后，将均输法推向全国。
为了确保制度的有效落实，桑弘羊于各郡县分别设立官员专门负责管理，其中郡国设大农部丞，统筹负责各郡国的转输事务；县设均输官，在各郡大农部丞的领导下，具体负责地方物资的转运和贩卖。后来，又在大司农下设立均输令丞，领导各郡大农部丞，负责全国各地的转输事务。
均输法的推行，不仅使朝廷不费分文便得到了各地的土特产品，还可通过这些物品的转运贩卖获得巨额的利润。此外，桑弘羊还敏锐的察觉到，朝廷可以进一步运用均输制度，来平抑各地物价。
为此，桑弘羊又制定平准法，并于京师设立隶属于大农的“平准”衙门，由平准令负责掌管，以各地均输的物品和工官生产的车船、器具为后盾，平抑各地物价。一旦某地区某种物品价格上涨严重，便及时向该地区有针对性的以平价进行倾销，促使物价下降；反之，如果某种商品价格过低，朝廷则大量买进，促使物价回升。此举有效防止了商人借机谋取暴利，维护了百姓的切身利益。
例如当时关中地区爆发旱灾，朝廷急需调拨粮食赈灾，于是大农诸官纷纷向京城转运粮食，一时间山东运往关中的漕运由汉初的数十万石竟猛增到六百万石，不仅使得朝廷有效赈济了灾民，而且还有效防止了商人借机抬高粮价。
均输法推行仅一年，便取得了惊人的效果，不仅太仓和甘泉仓这两个着名的国家粮库都装满了粮食，就连边郡粮库也都多有余粮，而朝廷通过均输所直接获得的赢余也有五百万匹帛。
同年，桑弘羊又奏请汉武帝批准，大力推行纳粟拜爵、补官和赎罪措施。所谓“纳粟拜爵”，便是允许百姓通过缴纳钱粮来获取爵位的制度。
秦汉时期的纳粟拜爵，最早始于商鞅变法，不过最初也只是允许百姓通过缴纳钱粮来免除徭役，直到西汉建立以后，才有增加了赎罪的内容，即通过缴纳钱粮来减轻或免除刑罚。
汉武帝时，为了解决因连年战争带来的财政危机，还曾采取过“募民买复”、“入羊为郎”等措施，开始通过卖官鬻爵的方式收敛钱财。不过，汉武帝早期还比较收敛，普通百姓通常只允许购买爵位，只有官员才可以补官，而桑弘羊代理大农令之后，则进一步扩大了纳粟补官的范围，不再限于官吏，普通百姓也允许买官。
虽然桑弘羊的这些措施，也都存在着一定的弊端，例如盐铁官营的强买强卖，生产无用工具问题；又如均输法中买卖货物时故意刁难百姓，借机谋利问题；再如平准法中存在的官商勾结、囤积居奇问题等等。但不可否认的是，桑弘羊的这些措施，使得朝廷的财政状况大为好转。
正是因为有强大的财政支撑，汉武帝才得以从元鼎五年（前112年）开始频繁出巡各地，而在巡视过程中的出手更是极为阔绰，先后赏赐地方的丝织品多达一百多万匹，金钱更是数以亿计，这与元狩年间因为财政窘迫，不得不向豪强富商借取钱粮赈济灾民的形势，形成了鲜明对比。
也正是凭借着出色的理财能力，桑弘羊于天汉元年（前100）被汉武帝正式任命为大司农（汉武帝于太初元年改大农令为大司农）。此后，桑弘羊又推行酒类专卖措施，使得朝廷独占酿酒和销售的利润。
同时，桑弘羊还主持了对西汉财政系统的改革，例如前面提到的，设立在各郡的数十个大农部丞，便是他奏请汉武帝后所设，这些大农部丞除了负责本郡的转输事务外，还担负着监督和管理各郡国财政事务，管理各郡国的农业和官营工商业的职责。
在大农令改为大司农后，桑弘羊又在原有大司农中丞属官之外，增设了太仓、均输、平准、都内、籍田五令丞和斡官、铁市两长丞等属官，使得各官员职责更为明确，各自负责一个领域，并将原属于郡国的诸仓（主管仓库）、农监（主管农桑）、都水（主管水利）等六十五官长丞，全部纳入了大司农管辖。通过一系列改革，桑弘羊构建了从中央朝廷到地方的财政系统，加强了朝廷对地方财政的掌控。
也正是从汉武帝中期开始，桑弘羊长期执掌西汉朝廷财政大权数十载，一直到汉昭帝初年，为西汉的经济发展做出了巨大贡献。
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