政治
孝武帝当政的最大特点就是皇权的恢复。自司马睿开国江左、与琅琊王氏“共天下”以后，东晋皇帝“虽有南面之尊，无总御之实，宰辅执政，政出多门，权去公家，遂成习俗”，这就是所谓的门阀政治。七十年来，琅琊王氏、颍川庾氏、谯国桓氏、陈郡谢氏相继粉墨登场，左右朝政，架空皇帝。孝武帝之父简文帝司马昱临终时，甚至都产生了放弃天下、让与桓温的念头，可见司马氏皇权已跌落到最低点。孝武帝即位后，谢安为代表的陈郡谢氏当国，孝武帝也只能“富于春秋，政不自己”。淝水之战后，孝武帝展开了对皇权的伸张，几乎不费吹灰之力，就在短短几年间排挤了陈郡谢氏，成功实现了“威权己出”。孝武帝之所以能迅速冲破门阀政治的格局而恢复皇权，主要原因并不在于他自己的能力和才干，而是因为士族门阀日趋没落，到此时人才已凋零殆尽。正如史学家祝总斌所说：“掌握东晋政治军事大权的高级士族开始有王导、王敦，其后有庾亮、庾冰，再后有桓温，而到孝武帝时，却没有这样一些可以左右政局使君主俯首听命的人物了。”坐镇荆州的桓冲没有乃父的能力与威望，且在淝水战后不久死去；谢安虽对淝水之战的胜利立下汗马功劳，但在战后就屡遭谗毁，处于功高不赏的尴尬境地，再加上他本人仍不失名士风骨，不愿兵戎相见，遂主动交出权力。孝武帝正是抓住了士族门阀无人的机会，恢复皇权终见成效。
孝武帝伸张皇权，主要依靠的是胞弟琅玡王司马道子，他正是用司马道子来取代谢安的地位，进而巩固了司马氏的皇权。孝武帝对于另一宗室谯王司马恬也“深杖之”。此外，孝武帝还大力提拔儒学寒士，以排挤玄学士族，代表人物有徐邈、范宁、王雅、车胤等。孝武帝恢复皇权，为时人所瞩目，如范弘之致司马道子笺中说：“晋自中兴以来，号令威权多出强臣，中宗（元帝司马睿）、肃祖（明帝司马绍）敛袵于王敦，先皇（简文帝司马昱）受屈于桓氏。今主上亲览万机，明公（司马道子）光赞百揆，政出王室，人无异望……”。刘波上孝武帝疏则言：“往者先帝以玄风御世，责成群后，坐运天纲，随化委顺，故忘日计之功，收岁成之用。今礼乐征伐自天子出，相王（司马道子）贤俊，协和百揆，六合承风，天下响振……”。可见孝武帝确实达到了“亲览万机”、“礼乐征伐自天子出”的目标。
但是，孝武帝和司马道子并未能妥善运用权力，反而因其贪图享乐、沉溺酒色而使朝政日益昏暗。史称其时“会稽王道子倾弄朝权，其所树之党，货官私狱，烈祖（孝武帝）昏迷，不闻司败，晋之纲纪大乱焉。”另一方面，孝武帝和司马道子之间的矛盾日益加深，双方以其亲信抢夺地盘，形成“主相相持”的局面，尽管如此，正如史学家田余庆所言：“但有太后（李陵容）周旋制约，终于使孝武帝不废黜道子，道子亦不危及孝武帝。终太元之世，孝武帝与道子始终维持着虽相依维、复有矛盾的关系，这种关系，正是时局虽然纷坛坦迄无内战的原因之一。”然而，随着孝武帝突然遇弑，继位的晋安帝是智障人士，权力遂尽归道子父子，孝武帝遗留的矛盾迅速升级，加上桓玄为代表的士族门阀卷土重来、孙恩为代表的道教势力勃然兴起，很快引发了东晋末年的一连串内乱与混战，最后司马氏皇权与士族门阀在战乱中同归于尽。
经济
孝武帝时，在经济上实行了赋役改革。西晋时行占田课田制，无论田之有无多少，一律按一夫五十亩计税，共收田租四斛。东晋成帝年间，又改以田亩为准，丈量百姓之田，按一亩三升征税。到了孝武帝太元二年（377年），又依据形势变化，恢复了西晋以人丁为准的赋税方法，王公以下每口征税三斛，在役之人不交税。为了保证税源，太元年间还“蒐简民实，三吴颇加澄检，正其里伍”。通过这次赋役整顿，东晋经济大有改观。史载：“至于（太元）末年，天下无事，时和年丰，百姓乐业，谷帛殷阜，几乎家给人足矣”。
文化
孝武帝与乃父简文帝提倡玄学不同，而是标榜儒学。宁康三年（377年）九月开讲《孝经》，尚书仆射谢安侍坐于旁，尚书陆纳伴讲，侍中卞耽伴读，黄门侍郎谢石、吏部郎袁宏手执经书，中书侍郎车胤与丹阳尹王混选取文句，为当时的一大文化盛事。孝武帝还亲行释奠礼，后又试图恢复明堂郊祀之礼。太元九年（384年），尚书谢石奏请恢复国学，与已有之太学并立，得到孝武帝批准，于太元十年（385年）二月立国学，命公卿子弟入学。此后国学一直延续，并演变为国子监，成为历代之最高学府。孝武帝尊儒兴学的举措，也是与政治上恢复皇权相配套的，不过收效不是很好，国子祭酒殷茂上疏称：“自学建弥年，而功无可名。惮业避役，就存者无几；或假托亲疾，真伪难知，声实浑乱，莫此之甚”，请求孝武帝加以整饬。孝武帝虽采纳他的意见，但未见举措。
孝武帝还实施弘扬佛教的文化政策。司马曜是汉族王朝第一个公开信佛的皇帝，他在宁康三年（375年）遣使请高僧竺法义“出都讲说”，太元六年（381年）正月“初奉佛法，立精舍于殿内，引诸沙门以居之”。在《高僧传》、《广弘明集》等文献中，保存了孝武帝所颁发的《俸给释道安诏》、《诏赙竺道潜》、《诏赙竺法汰》、《与朗法师书》等文书，反映了孝武帝与高僧大德们的密切关系。孝武帝还修建皇泰寺，捐献潜邸为本起寺。由于孝武帝对佛教的扶持，佛教势力得到了相当大的发展。一些佛教徒也得到孝武帝的宠幸，进而影响朝政，史载“姏姆尼僧，尤为亲昵，并窃弄其权”。