命令卫尉苏建做游击将军，左内史李沮当强弩将军，太仆公孙贺当骑将军，代国之相李蔡当轻车将军，他们都隶属车骑将军卫青，一同从朔方出兵。
朝廷又命令大行李息、岸头侯张次公为将军，从右北平出兵。
他们全都去攻打匈奴。
匈奴右贤王正对着卫青等人的大兵，以为汉朝军队不能到达这里，便喝起酒来。
晚上，汉军来到，包围了右贤王，右贤王大惊，连夜逃跑，独自同他的一个爱妾和几百个精壮的骑兵，急驰突围，向北而去。
轻骑校尉郭成等追赶了几百里，没有追上。
汉武帝接到战报，派特使捧着印信，到军中拜卫青为大将军。
元狩四年春，汉武帝以十四万匹战马及五十万步卒作为后勤补给兵团，授与卫青与霍去病各率领五万骑兵，步兵和运输物资的军队十万余，兵分两路，跨漠长征出击匈奴。
汉军原计划由霍去病先选精兵攻击单于主力，卫青打击左贤王。
后从俘获的匈奴兵口中得知伊稚斜单于在东方，两军对调出塞线路，霍去病东出代郡，卫青西出定襄。
而卫青大军出塞一千多里，却与匈奴单于主力遭遇。
卫青命前将军李广和右将军赵食其两军合并，从右翼进行包抄。
自率左将军公孙贺、后将军曹襄从正面对抗单于主力。
卫青下令让武刚车排成环形营垒，又命五千骑兵纵马奔驰，抵挡匈奴。
匈奴也有大约一万骑兵奔驰而来。
恰巧太阳将落，刮起大风，沙石打在人们的脸上，两军都无法看见对方，汉军又命左右两翼急驰向前，包抄单于。
单于看到汉朝军队很多，而且战士和战马还很强大，若是交战，对匈奴不利。
因此，在傍晚时单于就乘着六头骡子拉的车子，同大约几百名壮健的骑兵，径直冲开汉军包围圈，向西北奔驰而去。
这时，天已黄昏，汉朝军队和匈奴人相互扭打，杀伤人数大致相同。
汉军左校尉捕到匈奴俘虏，说单于在天未黑时已离去，于是汉军派出轻骑兵连夜追击，大将军的军队也跟随其后。
匈奴的兵士四散奔逃。直到天快亮时，汉军已行走二百余里，未追到单于，俘获和斩杀敌兵一万九千余人，到达了窴颜山的赵信城，获得匈奴积存的粮食以供军队食用。
汉军留住一日而回，把城中剩余的粮食全部烧掉才归来。大军回营时才遇到迷路失期未来支援的李广、赵食其部。
漠北之战击溃了匈奴在漠南的主力，逐渐向西北迁徙，十几年内再无南下之力。
而汉军损失也很大，出征的十四万马匹仅三万余匹返回。
汉军士兵、马匹损失十几万，兵器甲仗等物水陆运输的费用还都不计算在内，于是倾尽库藏钱和赋税收入仍不足以供给战士的费用。汉武帝设置武功爵，以筹集军费。
汉武帝为表彰卫青、霍去病的战功，分别加封二人为大司马大将军、大司马骠骑将军，共同管理日常的军政事务，以代太尉之职。
汉武帝给了卫青一个机会，而卫青也让他知道了，卫青的军事才能。
可以说，汉武帝时的大汉能有这般强大，与卫青是脱不了干系的。
正是卫青的骁勇善战，才能大汉军队战无不胜，功无不破。
军队强大了，社会才能安定下来。
社会安定了，国家的发展更加繁荣稳定。
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