过了几年，昭帝死了。苏武以从前任二千石官的身份，参与了谋立汉宣帝的计划，赐封爵位关内侯，食邑三百户。过了很久，卫将军张安世推荐说苏武通达熟悉朝章典故，出使不辱君命，昭帝遗言曾讲到苏武的这两点长处。宣帝召来苏武在宦者令的衙门听候宣召。多次进见，又做了右曹典属国。因苏武是节操显著的老臣，只令他每月的初一和十五两日入朝，尊称他为德高望重的“祭酒”，非常优宠他。苏武把所得的赏赐，全部施送给弟弟苏贤和过去的邻里朋友，自己家中不留一点财物。皇后的父亲平恩侯、宣帝的舅舅平昌侯和乐昌侯、车骑将军韩增、丞相魏相、御史大夫邴吉，都很敬重苏武。
苏武年老了，他的儿子以前被处死，皇帝怜悯他。问左右的人：“苏武在匈奴很久，有儿子吗？”苏武通过平恩侯向宣帝陈述：“以前在匈奴发配时，娶的匈奴妇人正好生了一个儿子，名字叫苏通国，有消息传来，想通过汉使者送去金银、丝绸，把男孩赎回来。”皇帝答应了。后来通国随汉使者回到了汉朝，皇帝让他做了郎官。又让苏武弟弟的儿子做了右曹。
苏武活到八十多岁，汉宣帝神爵二年（前60年）病亡。