武帝46岁那年冬天，先是到桥山黄帝冢祭祀黄帝。第二年的3月，他礼登太室山，据说从官在山下听到有叫“万岁”的。下山后，武帝即直奔东海，今山东一带的百姓似乎都如痴如狂，“上疏言神怪奇方者以万数”。尽管“无验者”，武帝还是不断增加船只，命令自称见到过海上神山的几千人，出海去求所谓的蓬莱仙人。公孙卿则拿着皇帝的符节，带领大批随从，在一些名山候仙，他走到东莱的时候，又声称“夜见大人，长数丈，就之则不见，见其迹甚大，类禽兽云。”武帝又兴冲冲地赶到东莱，亲自观看那巨大的足迹。不知是巧合还是迎合，他手下的大臣们也说：他们见到一老人牵着一条狗，说了声“吾欲见巨公”就不见了人影。武帝断定此人即是仙人，就在那里住下，同时让方士们乘皇家传车四处去找这个“仙人”。这次派出去的人数也在千人以上。
因为没有结果，汉武帝暂时离开东莱。于四月顺便封禅泰山。然而他念念不忘的还是求仙，在方士们的怂恿下，他“欣然庶几遇之，乃复东至海上望，冀遇蓬莱焉。”两千多年前的这一幅求仙图景今天看来十分荒诞，一个东方最大国家的皇帝，带着他的大臣们，以及无数的百姓，翘首伫立海边，希望看到蓬莱仙山与仙人。那些日子，海市蜃楼正好没有出现，如果正好出现了，我们不知道汉武帝及他的臣民们当时会有怎样的想法，会有怎样的举动。
汉武帝的求仙，公孙卿起了最大的推波助澜的作用。元封二年（公元前109年），公孙卿又向54岁的汉武帝发表了一通议论：仙人可见，但皇上您来去太匆忙，所以见不着。接着，公孙卿第一次提出“仙人好楼居”的意见，武帝于是在长安、甘泉山一带大造高楼。这在中国建筑史上是可以写上一笔的。当时在长安造的高楼称“蜚廉桂观”；甘泉的则叫“益延寿观”。后来又在甘泉造了更高的“通天台”，这“通天台”，唐司马贞注《史记》时引《汉书旧仪》云：“高三十丈，去长安二百里，望见长安城也。”他还命人准备了仙人用的房屋用具于那些高楼之下，时刻等待仙人的降临。