接着，刘曜开始大举用兵凉州张氏政权，张氏政权的奠基者是安定乌氏（今甘肃省平凉市）人张轨，张轨是西汉常山王张耳第十七代孙，世以儒学着称。西晋永宁年间，任凉州刺史、护羌校尉。洛阳陷落后，晋愍帝都长安封张轨为凉州牧；张轨死后，由张寔、张茂继立。刘曜出兵凉州时，张茂正为凉州刺史。刘曜大军长驱进入西河，戎卒二十万五千，临河到营，百余里中，钟鼓之声，沸河动地，“自古军旅之盛，未有斯比。”凉州为之震怖，张茂遂以牛羊、金银、女妓、珍宝、珠玉及凉州特产贡献刘曜向其称藩，刘曜署张茂为西域大都护、凉王等职，旋即班师。34
刘曜在短时期内征服了关、陇，但正如荀子所说：兼并易而坚凝难。在刘曜统治关陇期间，虽然也起用了一些有学识的汉人作官，也在长安开办学校，造经学之士以教之，但他始终没有一套成型的治国安民的政治措施。刘曜初入关中时对部下的规谏还听得进去，如他命起陵宵台，在霸陵西南建寿陵时，侍中乔豫、和苞上疏进谏，刘曜听了大喜说：“侍中恳恳有古人风烈矣，可谓社稷之臣也。”遂罢其工程。但平定巴、氐叛乱不久，就开始对大臣们的进谏听不进去了。陈安之乱未平，刘曜就为其父母建永垣陵、显平陵，功费至亿，游子远进言停建，但他不听。
两赵相争
东晋太宁元年（324年），后赵对前赵发起全面攻势。次年（325年），后赵石勒派石他出上郡攻打依附于前赵的北羌王盆句除，俘虏三千多部，牛羊等两万多只。刘曜大怒挥袖而起，当日进军到渭城，急令刘岳追击石他。刘曜进到富平，作为刘岳的声援。刘岳与石他交战于河滨，后赵被斩一千五百多人，五千多人掉入黄河淹死，主将石他当场殒命。石他所获战利品全部为刘岳所得，前赵振旅而归。36
同年，后赵石生进攻前赵河南太守尹平于新安（今河南省新安县），尹平战败被斩，石生掠前赵5000人而还。
太宁三年（ 326年），刘曜派刘岳在洛阳进攻石生，配给刘岳甲士五千，宿卫精兵一万，从盟津渡河。镇东将军呼延谟率领荆州、司州之兵从崤渑向东进发。刘岳攻克石勒的盟津、石梁，斩获五千余级，进一步包围石生于金墉。石虎率领四万步骑兵从皋关入关，刘岳陈兵列阵以待石虎。刘岳与石虎两军战于洛西，刘岳战败，刘岳身中流矢，退守石梁。石虎于是挖壕沟、树立栅栏围困，断绝刘岳与外界的交通。刘岳军没有吃的，杀马吃掉。石虎又打败呼延谟，斩杀了呼延谟。刘曜亲自率军援救刘岳，石虎率领三万骑兵抵挡刘曜。刘曜前军刘黑在八特坂大败石虎的部将石聪。刘曜来到金谷，晚上刘曜军无故大惊，士兵都溃散，于是退守渑池。晚上刘曜军中又大惊，兵士逃散，于是刘曜只好回长安。石虎抓捕了刘岳及其部将王腾等八十多人，还有氐羌三千余人，都押送到襄国，坑杀士兵一万六千人。刘曜到了渑池，穿素服哭祭，七天后才入城。而郭默南奔建康，李矩部下率众二千投降后赵。自此，司、豫、徐、兖等州皆为后赵所有。37
兵败身死
咸和三年（ 328年）后赵石勒派石虎率兵四万自轵关（今河南济源西北）西上蒲阪（今山西永济县）攻打刘曜，刘曜自率精锐驰救蒲阪，但刘曜担心张骏、杨难敌承虚攻击长安，于是派遣河间王刘述调发氐羌部众驻扎在秦州。刘曜尽发精锐迎战石虎，从卫关北渡。石虎害怕，率军撤退，刘耀追击，两军战于高侯（今山西闻喜县境），石虎大败，其部将石瞻被杀，后赵军陈尸200余里，前赵军缴获后赵军物资数以亿计。石虎南奔朝歌（今河南淇县）。刘曜自大阳（今山西平陆西南）渡河，乘胜进军追击石生于金墉（今河南洛阳以来），决千金堨（在今河南洛阳以北）以灌城，洛阳为之震动。38
同年十一月，石勒发兵三路进攻刘曜。十二月，石勒后赵诸军集结于成皋，不见刘曜设防，军队迅速开至洛河。刘曜忙陈兵十万于洛西，南北十余里。刘曜从小喜欢喝酒，到了后来喝酒更甚。石勒到达，刘曜准备出战时，喝酒数斗，经常骑的马无故跌倒，于是换骑小马。等到出战时，喝酒斗余，把手西阳门。石勒遂命石虎引兵自洛阳城北而西攻刘曜中军，命石堪率兵自城西而北攻刘曜前锋，石勒自出洛阳阊阖门，夹击刘曜，前赵军队大溃。刘曜在退兵时马陷石渠坠于冰上，身上被创十余处，其中贯穿伤有三处，被石堪生俘，被押送到石勒处。39
石勒大获全胜，斩首五万余级。石勒让刘曜写信令其子刘熙投降。刘曜给刘熙的信中却令熙“与大臣匡维社稷，勿以吾易意也”。石勒遂杀刘曜。
主要成就
刘曜在匈奴汉消灭西晋的战争中，攻陷洛阳，擒杀魏浚，平定关西，立下了赫赫战功。后来平定靳准之乱，改刘汉为前赵，称帝。
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称帝后，刘曜平定了羌氐之乱、陈安之乱，压制前凉，虎踞秦川；国内提倡汉学，设立学校，文教上有所发展。两赵相争期间，刘曜于高候之战大破石虎，几乎令石虎全军覆没。
轶事典故
神射手
刘曜从小聪慧过人，八岁时，一次从刘渊上山打猎，忽遇暴雨，刘曜与同行者避于树下。其时，迅雷震树，别人都仆倒在树下，唯刘曜神色自若。刘渊十分惊异说。“此吾家千里驹也。”刘曜身长九尺。三寸，垂手过膝，白眉，目有赤光，须髯不过百余根，而皆长五尺，不仅仪态不凡，而且性格“拓落高亮，与众不群”。读书志于博览，不求精思章句，射技尤佳，能洞穿一寸厚的铁板，被称为“神射手”。
祥端征兆
自匈奴刘渊起事以来，汉国历代国君都要杜撰一些耸人听闻的祥瑞征兆故事。史载刘曜在隐居管涔山时，一天晚上，忽有二童子，手托一剑，跪在刘曜面前说道：“管涔王使小臣奉见赵皇帝，献剑一口。”置剑遂离去。刘曜掌灯一看，剑长二尺，光辉耀目，后来又发现剑光随四时而改变颜色。大概刘曜的永明和以后的赵国号皆由此而来。41
历史评价
刘渊：“此吾家千里驹也，从兄为不亡矣。”
刘聪：“永明，世祖、魏武之流，何数公足道哉！”42