骠骑将军霍去病，深入匈奴腹地，接连几次的突袭，使匈奴单于遭受巨大损失。西方的浑邪王屡次被骠骑将军打败，损失了几万人匈奴单于非常生气，想将浑邪王骗来杀掉。浑邪王知道匈奴单于要杀自己，很是害怕，便和休屠王想投降汉朝。
浑邪王先派人到边境和汉军联络，大行令李息正率兵在黄河岸边筑城。见到了浑邪王的使者后，立即派人乘驿车向皇帝报告。皇帝听说后，怕浑邪王用诈降的办法偷袭边境，就命今骠骑将军领兵前去迎接浑邪王和休屠王。骠骑将军渡过黄河后，与浑邪王的部队遥遥相望。
浑邪王的副将们看到汉军，又有人变卦不想投降了，调转马头回身往回跑。霍去病快马奔入敌营，见过了浑邪王，就率军追赶那些要逃跑的匈奴骑兵，杀了八千想逃跑的士兵。让浑邪王一个人乘着驿车，先到皇帝出巡的地方。骠骑将军霍去病率领浑邪王的全部军队，渡过黄河，共有几万人。他们到达长安后，天子赐他们几十万财物，封浑邪侯为漯阴侯，食邑一万户。
汉武帝赞誉霍去病说：骠骑将军霍去病率领军队攻打匈奴西部的浑邪王，浑邪王和他的军队都归降了汉朝，骠骑将军用军粮接济他们。并率军诛杀妄图逃亡的凶悍之徒，共八千人，降服了三十二位异国国王，几乎没有损兵折将，就使得十万降军全部归来，将军连续征战，因而使河塞地区几乎消除边患，幸而得以永保平安。
增封骠骑将军食邑一千七百户。减少了陇西、北地、上郡一半的驻军，以此减轻了全国百姓的徭役负担。汉王朝把归降的匈奴，分别安置到边境五个郡的外围，都在黄河以南，让他们保留原有的习俗，作为王朝的属国。
第二年匈奴又开始入侵右北平、定襄，杀掠汉朝边民一千多人。汉武帝很生气，决定报复匈奴。元狩四年春天，汉武帝命令大将军卫青，骠骑将军霍去病，各率五万骑兵先行。数十万步兵和运输物资的部队紧随其后，那些勇敢善战，敢于深入敌内的士兵，都归骠骑将军统领。
骠骑将军本打算从定襄出兵，迎击匈奴单于。先锋官在行军路上，捉到一个匈奴俘虏。匈奴俘虏交待说：匈奴单于已向东而去。
大将军卫青把这一新情况上报朝廷，要求改变行军路线。改派骠骑将军从代郡出兵，大将军卫青兵出定襄。等于卫青与霍去病替换了出兵方向。两路大军向纵深推进，越过了沙漠。
赵信替单于出主意说：汉军已越过沙漠，人马疲乏，匈奴可以坐收渔利了。
匈奴以为此战必胜，便把粮草给养全部运到北面，布下全部精锐部队，等候在大漠以北。大将军卫青的部队，出塞一千多里，看见匈奴单于的军队列队等在那里，就下令用武刚车围成圆盘。又命五千骑兵前去攻打匈奴。
匈奴派出一万骑兵来迎战汉骑兵，把这五千汉骑兵与大将军的营地分离开，准备一口吃下这五千汉军。此时正是傍晚，太阳将落，天也快黑了。突然刮起大风，飞沙走石，沙石打在脸上，如同刀割。都已经看不清对方，汉军又命令左右两翼紧急包抄单于。
单于看到了汉朝兵多，而且战斗力还很强，估摸继续打下去，对匈奴不利。就趁着天黑乘着六头骡子拉的车，同几百精壮骑兵，径直冲出汉军包围圈，向西北方向逃去。
这时天已经黑了，汉军与匈奴互相混战，伤亡大致相同。汉军左校尉捕到匈奴俘虏，询问单于情况。匈奴俘虏说：单于在天未黑时，就已经逃走了。
大将军派出轻骑兵，连夜追击，大将军的军队紧随其后。匈奴四处逃散，天快亮时，汉军已追出二百余里，没有追到匈奴单于。这一战俘获斩杀匈奴军士一万多人，军队到了窴颜山的赵信城，缴获了匈奴囤积粮草给养，汉军驻扎休整，补充给养，把剩余的烧毁，大将军便率军返回。
大将军卫青越过大漠与匈奴单于交战，而前将军李广和右将军赵食其的军队，从东路进军，因为迷了路，没能如期同大将军会合。大将军领兵回到大漠以南时，才遇见他们。大将军想派使者回京报告天子，便派长史根据文书所列罪状，审问李广，李广不堪受辱而自杀。
右将军赵食其被押送回京，交给廷尉审理，因迟到而贻误战机，依法当斩，后交了赎金，被贬为平民。大将军此次入塞，共斩获匈奴军士一万九千人。
骠骑将军霍去病也统率了五万骑兵，车辆辎重和大将军相同，但骠骑将军没有副将，就任命李敢等为大校担任副将，从代郡、右北平出发一千多里，进攻左贤王的军队，所斩杀匈奴的数量远远超过大将军。
大军归来时，武帝说：骠骑将军霍去病率领军队，亲自指挥从前俘获的荤粥勇士，轻装上阵，横越大沙漠，涉水俘获了单于的近臣章渠，诛杀了比车耆，转而又攻打左翼大将，缴获军旗和战鼓。翻过离侯山，渡过弓闾河，捕获了屯头王、韩王等三人，以及将军、相国、当户、都尉等共八十三人。并在狼居胥山祭祀天，在姑衍山祭地，并且登上高山俯视大漠。共俘获斩杀匈奴七万零四百四十三人，汉军仅损失十分之三。他们从敌人那里夺得粮食，虽然行军到很远的地方，却没有断绝军粮。又加封霍去病食邑五千八百户。
这一战骠骑将军获得了巨大成功，他的部下又有多人被封侯。校尉李敢是李广的儿子，因这次战役立有军功，被封为关内侯，赐食邑二百户。就连军中小吏，士卒也有被赐赏的。
大将军卫青，在这次战争中，虽然也取了胜利，但和霍去病比起来，那可差远了。大将军没有得到加封，大将军的部下，也没有受到封赏。