次年二月和四月，新任大将军的卫青两度率骑兵出定襄（今内蒙古和林格尔西北），前后歼灭匈奴军队一万多人，扩大了对匈奴作战的战果，迫使匈奴主力退却漠北一带，远离汉境。这就为汉武帝下一步实施河西之役并取胜提供了必要条件。
　　河西之战。河西即现在甘肃的武威、张掖、酒泉等地，因位于黄河以西，自古称为河西，又称河西走廊。它为内地至西域的通路，具有重要的战略地位，这时它仍在匈奴的控制之下，对汉朝的侧翼构成威胁。汉廷为了打通通西域的道路和巩固西部地区，遂决定展开河西之役，为此，组织强大的骑兵部队，委派青年将领霍去病出征河西匈奴军。

　　日期：2012-01-05　10:57:24
　　元狩二年（前121年）三月，霍去病率精骑万人出陇西，越乌鞘岭，进击河西走廊的匈奴。他采取突然袭击的战法，长驱直入，在短短的6天内连破匈奴五王国。接着翻越焉支山（今甘肃山丹大黄山）千余里，与匈奴军鏖战于皋兰山下，连战皆捷，歼敌近9000人，斩杀匈奴名王数人，俘虏浑邪王子及相国、都尉多人，凯旋而还。
　　同年夏天，汉武帝为了彻底聚歼河西匈奴军，再次命令霍去病统军出击。为了防止东北方向的匈奴左贤王部乘机进攻，他又让张骞、李广等人率偏师出右北平，攻打左贤王，以策应霍去病主力的行动。
　　这一次，霍去病率精骑数万出北地郡，绕道河西走廊之北，迂回纵深达1000多公里，远出敌后，由西北向东南出击，以秋风扫落叶之势，大破匈奴各部，在祁连山与合黎山之间的黑河（今弱水上游）流域与河西匈奴主力展开决战，杀敌3万余人，取得决定性胜利。是役，霍去病共俘获匈奴名王5人及王母、王子、相国、将军等百余人，收降匈奴浑邪王部众4万，全部占领河西走廊地区。汉廷在那里设置武威、酒泉、张掖、敦煌四郡，移民实边戍守生产。

　　河西之战，给河西地区的匈奴军以歼灭性打击，使汉朝统治延伸到这一地区，打通了汉通西域的道路，实现了“断匈奴右臂”的战略目标，为进一步大规模反击匈奴提供了可能。
　　漠北之战。经过漠南、河西两大战役的打击，匈奴势力遭到了重创，汉军已完全占有了这场旷日持久反击战争的主动权。然而匈奴不甘心失败，仍继续从事南下袭扰的活动。并采纳汉降将赵信的建议，准备引诱汉军主力至沙漠以北地区，寻机加以歼灭。
　　汉武帝为了彻底歼灭匈奴主力，从根本上解决这一边患问题，针对匈奴认为汉军不能度幕（沙漠）轻留（轻入久留）的心理，将计就计，在经过充分准备后，决定对匈奴采取更大规模的军事行动。并且因势利导，乘敌不备，确定了集中兵力、深入漠北、寻歼匈奴主力的具体作战方针。武帝集中了精锐骑兵10万人，组成两个大的战略集团，分别由大将军卫青、骠骑将军霍去病统率。另以步兵几十万，马匹十余万配合骑兵主力的行动。卫青、霍去病受命后，各率精骑5万分别出定襄和代郡，沿东西两路北进，决心在漠北与匈奴进行会战。

　　日期：2012-01-05　10:58:02
　　匈奴单于闻报汉兵将至，采纳赵信建议，将部众、牲畜、辎重转移到更远的北方，“以精兵待于幕北”。卫青出塞后，得知匈奴单于的战略意图，即率主力直扑单于所在，横渡大沙漠，北进几百公里，寻歼单于本部。同时命令李广、赵食其率所部从东面迂回策应。不久，卫青部主力与匈奴单于相遭遇。卫青下令用武刚车环绕为营，以防匈奴军的袭击，接着便指挥5000精骑向单于军发起猛攻，单于即遣一万骑应战。

　　双方鏖战至黄昏，大风骤起，飞沙扑面，两军难辨彼此。卫青乘势分轻骑从左右迂回包抄。单于见汉军人多势众，自度无法取胜，遂带数百精骑突围，向西北逃遁。卫青发现单于潜逃，即派轻骑连夜追击，自率主力随后跟进。是役虽然未能擒服单于，但一举歼俘匈奴军19000人，挺进到寘颜山（今蒙古杭爱山南端）的赵信城，尽烧其城和匈奴积粟而还。

　　在另一个方向，霍去病率军出代郡和右北平，北进1000余公里，渡过大漠，与匈奴左贤王部接战，尽歼其精锐，俘获屯头王、韩王以下70400余人。左贤王及其将领弃军逃逸，霍去病乘胜追杀，直抵狼居胥山（今蒙古乌兰巴托东），然后凯旋班师。
　　漠北之役是汉匈间规模最大，战场距中原最远，也是最艰巨的一次战役。是役，汉军虽然付出了很大代价，但共歼匈奴9万余人，严重地削弱了匈奴的势力，使得其从此无力大举南下，造成了“是后匈奴远遁，而幕南无王庭”的局面。
　　汉武帝反击匈奴之战至此取得了决定性的胜利。
　　日期：2012-01-05　10:59:04
　　汉武帝反击匈奴之战，从根本上摧毁了匈奴赖以发动骚扰战争的军事实力，使匈奴再也无力对汉王朝构成巨大的军事威胁。战争中，匈奴被歼人数累计高达15万之多，无力再与汉室相抗衡。匈奴失去水草丰盛、气候温和的河南、阴山和河西两大基地，远徙漠北苦寒之地，人畜锐减，开始走向衰落了。汉武帝反击匈奴之战的胜利，也为汉王朝加强和巩固边防建设，促进中国与中亚、西亚各国人民的友好往来开辟了道路。汉武帝在反击匈奴的同时，移民垦边，加强了北部的边防。在对匈奴作战过程中，汉朝为了争取与国，曾派遣张骞等人通西域，扩大了中外交流。而对匈奴战争的胜利，则帮助解除了东北、西北各少数民族所受匈奴的威胁，送去了汉族先进的农业、手工业技术和文化成就，促进各族人民的通商和友好往来，推动了边疆少数民族的发展和民族间的融合，也使中国同中亚、西亚各国的经济文化交流比较通畅地开展起来。汉武帝反击匈奴之战的胜利，在军事领域中也具有积极的意义。它推动了骑兵队伍的建设，积累了大规模骑兵作战的经验，促进了战术的革新。对于古代军事理论的建设和战争实践的发展均具有深远的影响。当然，战争也带来一定的后遗症，如严重损耗了军队的实力；财力、物力损失惨重：“海内虚耗，户口减半”（《汉书·昭帝纪》）；阶级矛盾尖锐，即所谓“盗贼滋起”等等。但所有这些与这次战争的正面意义相比较，无疑是次要的问题。

　　汉武帝反击匈奴之战在军事上的成功经验，突出表现为以下几点。第一，进行充分的战争准备，做到了“胜兵先胜而后求战”。这方面的工作，主要有：根据对匈奴作战特点，大量建设骑兵，选用青年将领；军事和外交密切配合，以孤立匈奴；实施战时经济体制，保障对匈奴作战的后勤供应。第二，高明运用骑兵战术，采取积极进攻的方针。汉军在几次重大战役中都充分发挥了骑兵快速机动的特点，实施远距离迂回、包抄、突袭，连续进攻，不给敌手以喘息的机会，既能出其不意，又能威加于敌，给匈奴军以大创聚歼，取得了巨大的战果。第三，采取各个击破的方针。汉军先弱后强，循序推进，切断匈奴各部之间的联系，分而制之，始终掌握着战争的主动权。同时，还能注意主力与偏师之间的战略配合，以偏师牵制敌人，以主力重创敌人，收到了很好的效果。

　　日期：2012-01-05　11:01:52
　　汉武帝对外采取软硬兼施的手段，一方面自前133年马邑之战起结束高祖以来对匈奴的和亲政策，开始对匈奴正式宣战，先后派李广、卫青、霍去病征伐，解除了匈奴威胁，扩张了西域版图，将匈奴置于被动称臣的局面，保障了北方经济文化的发展。