元光二年，六月，以御使大夫韩安国为护军将军，卫尉李广为骁骑将军，太仆公孙贺为轻车将军，太中大夫李息为材官将军，大行令王恢为将屯将军 ，将车骑，材官三十余万匿马邑旁谷中，约单于入马邑纵兵。单于觉之，走出。将军王恢坐首谋不进，下狱死。自此，正式对匈奴宣战。
元光六年，匈奴入上谷，杀掠吏民，遣车骑将军卫青出上谷，至茏城，得胡首虏七百人。公孙贺出云中，无所得。公孙敖出代郡，为胡所败七千馀人。李广出雁门，为胡所败，而匈奴生得广，广后得亡归。汉囚敖、广，敖、广赎为庶人。其冬，匈奴数入盗边，渔阳尤甚。汉使将军韩安国屯渔阳备胡。其明年秋，匈奴二万骑入汉，杀辽西太守，略二千馀人。胡又入败渔阳太守军千馀人，围汉将军安国，安国时千馀骑亦且尽，会燕救至，匈奴乃去。
元朔元年，匈奴又入雁门，杀略千馀人。於是汉使将军卫青将三万骑出雁门，李息出代郡，击胡。得首虏数千人。
元朔二年，匈奴入上谷，渔阳，杀掠吏民千余人，令卫青，李息出云中以西至陇西，击胡之楼烦、白羊王於河南，得胡首虏数千，牛羊百馀万。於是汉遂取河南地，置朔方，五原郡。
元朔五年，将军匈奴右贤王数侵扰朔方。天子令车骑将军青将三万骑出高阙，卫尉苏建为游击将军，左内史李沮为高弩将军，太仆公孙贺为骑将军，代相李蔡为轻车将军，皆领属车骑将军，俱出朔方；大行李息、岸头侯张次公为将军，俱出右北平；凡十馀万人，击匈奴。右贤王以为汉兵远，不能至，饮酒，醉。卫青等兵出塞六七百里，夜至，围右贤王。右贤王惊，夜逃，独与壮骑数百驰，溃围北去。得右贤裨王十馀人，众男女万五千馀人，畜数十百万，于是引兵而还。至塞，天子使使者持大将军印，即军中拜卫青为大将军，诸将皆属焉。
元朔六年，二月，大将军青出定襄，击匈奴；以合骑侯公孙敖为中将军，太仆公孙贺为左将军，翕侯赵信为前将军，卫尉苏建为右将军，郎中令李广为后将军，左内史李沮为强弩将军，咸属大将军。斩首数千级而还，休士马于定襄、云中、雁门。四月，卫青复将六将军出定襄，击匈奴，斩首虏万馀人。右将军建、前将军信并军三千馀骑独逢单于兵，与战一日馀，汉兵且尽。信故胡小王，降汉，汉封为翕侯，及败，匈奴诱之，遂将其馀骑可八百降匈奴。建尽亡其军，脱身亡，自归大将军。
元狩二年，汉使骠骑将军去病将万骑出陇西，过焉支山千馀里，击匈奴，得胡首虏万八千馀级，破得休屠王祭天金人。其夏，骠骑将军复与合骑侯数万骑出陇西、北地二千里，击匈奴。过居延，攻祁连山，得胡首虏三万馀人，裨小王以下七十馀人。是时匈奴亦来入代郡、雁门，杀略数百人。汉使博望侯及李将军广出右北平，击匈奴左贤王。左贤王围李将军，卒可四千人，且尽，杀虏亦过当。会博望侯军救至，李将军得脱。汉失亡数千人，合骑侯后骠骑将军期，及与博望侯皆当死，赎为庶人。
元狩四年，乃粟马十万，令大将军青、票骑将军去病各将五万骑，私负从马复四万匹，步兵转者踵军后又数十万人，而敢力战深入之士皆属票骑。票骑始为出定襄，当单于，捕虏言单于东，乃更令票骑出代郡，令大将军出定襄。郎中令李广数自请行，天子以为老，弗许；良久，乃许之，以为前将军。太仆公孙贺为左将军，主爵都尉赵食其为右将军，平阳侯曹瓤为后将军，皆属大将军。赵信为单于谋曰：“汉兵既度幕，人马罢，匈奴可坐收虏耳。”乃悉远北其辎重，以精兵待幕北。
大将军出塞千馀里，度幕，见单于兵陈而待。于是大将军令武刚车自环为营，而纵五千骑往当匈奴。匈奴亦纵可万骑。会日且入，大风起，砂砾击面，两军不相见，汉益纵左右翼绕单于。单于视汉兵多而士马尚强，自度战不能如汉兵，单于遂乘六骡，壮骑可数百，直冒汉围，西北驰去。时已昏，汉匈奴相纷拏，杀伤大当。当军左校捕虏言，单于未昏而去，汉军发轻骑夜追之，大将军军因随其后，匈奴兵亦散走。迟明，行二百馀里，不得单于，捕斩首虏万九千级，遂至窴颜山赵信城，得匈奴积粟食军，留一日，悉烧其城馀粟而归。
票骑将军骑兵车重与大将军军等，而无裨将，悉以李敢等为大校，当裨将，出代、右北平二千馀里，绝大幕，直左方兵，获屯头王、韩王等三人，将军、相国、当户、都尉八十三人，封狼居胥山，禅于姑衍，登临翰海，虏获七万四百四十三级。
两军之出塞，塞阅官及私马凡十四万匹，而复入塞者，不满三万匹。是时，汉所杀虏匈奴八九万，而汉士卒物故亦数万。是后匈奴远遁，而幕南无王庭。
天汉二年，夏，五月，遣贰师将军李广利以三万骑出酒泉，即右贤王于天山，得胡首虏万余级而还。是时，李广有孙陵，为侍中，善骑射，爱人下士。及贰师击匈奴，上诏陵，欲使为贰师将辎重。此时，发军过多，无骑可使。于是，陵以步兵五千人涉于单于庭。不料，匈奴三万骑围陵，后增至十一万。最后，陵投降匈奴。
天汉四年，发天下七科谪及勇敢士,遣贰师将军李广利将六万骑、步兵七万人出朔方,因杼将军公孙敖降骑万，步兵三万人出雁门。匈奴闻之，悉远其累重于余吾水北；而单于以兵十万待水南，与贰师接战。贰师解而引归，与单于连斗十余日。游击无所得。因杼与左贤王战，不利，引归。
征和三年，三月，遣贰师将军将七万人出五原，御史大夫商丘成二万人出西河，重合侯马通四万骑出酒泉。匈奴使右大都尉与卫律将五千骑击汉军于夫羊句山峡，贰师击破之，趁胜追北至范夫人城，匈奴奔走，莫敢距敌。有诏捕太医令随但，言贰师将军家室族灭，使广利得降匈奴。自此，汉廷陷入了内忧外患的境地。