朝鲜王右渠闻得汉兵大军东来，连忙调拨人马堵住险要。杨仆从齐地出发渡过渤海入朝鲜境。前驱兵七千人浮水轻进，到了险城下。右渠只攻辽东陆路未防水道，忽然听说汉兵攻城却是心惊意慌，幸亏城中还有预备，方得乘城守御。过了一天探得汉兵不多，朝鲜方督兵出战，两下奋斗多时，毕竟众寡不敌，汉兵只好败溃。杨仆走匿山中，十余日才敢出头，收集溃兵退出。等待着苟彘的兵的到来。彘行至次水，渡过西岸，也正与朝鲜的卫戍兵相碰，固又连战了数次，也没有得到大胜。当有奏报入都武帝闻两将都无功，又遣使臣卫山再往朝鲜讨右渠。右渠也恐不能久持，便顿首请降，令太子随同卫山东行，往汉朝廷谢罪，并献犬马五千匹，及随行人众不下万余人。卫山见朝鲜兵临疑是有他变，固先与苟彘商量，得出一策转告朝鲜太子不得带兵。太子亦恐汉兵有诈，率众驰回。卫山不便再赴朝鲜，只好回朝复命。武帝问明原委恨卫山失计，立命处斩。接着仍遣人催促两将进攻。苟彘乃驱军急进迭破数险，直抵王险城。困攻西北两隅。杨仆也招集后汉兵进至城南，苟彘部下骁勇善战，杨仆部下锐气已衰，因此不敢再斗。那苟彘日反督攻，杨仆只按兵不动。右汇与苟彘力战，与杨仆讲和相持数日，城尚无恙，彘屡约杨仆夹攻，仆但含糊答应，终未动手。遂致两将相疑。事为武帝所闻赶紧派前济南太守公孙遂，前往观兵，许他便宜行事。遂至彘营，彘当然归咎杨仆。然后密谋商之召杨仆议事，仆因有诏使到来，不得不往一见，竟被遂喝令彘军将杨仆拿下，且传达仆的兵众归彘节制。自己总算毕事，匆匆复命。彘既并有两军，遂将全城围住，四面猛扑，城中危急万分。朝鲜大臣：路人、韩阴与尼溪侯相参，将军王映等共谋降汉。偏偏右渠不从。路人韩阴王映开城出降，尼溪侯相参，且号召党羽刺杀右渠，献首汉营。苟彘正率军进城，不意城门又闭，朝鲜将军成己，婴城拒守，彘便使降人警告守兵，如再抗违一体屠戮，守兵们吓得惊慌，共杀成已，一齐出降。朝鲜乃平。捷报入京，武帝令朝鲜地为四郡，叫作东浪、临顿、玄凫、真蕃。同时召彘引师回朝，彘将杨仆囚入监车押归长安，途次非常得意，只道此番凯旋，定邀重赏。那知驰入都门，惊悉公孙遂被诛的消息，才转喜为忧。没奈何只好入朝见驾，武帝不得详报便责他与公孙遂同罪。令大臣当即掳去衣冠推出斩首，至杨仆贻误军事，亦应伏法，但念他平越有功，准得贬为庶人。
讨伐西域四国的经历
元封六年（前105）先是西域的楼兰车师两国。由于受到匈奴的欺骗而拦阻西行的汉使。武帝决定派将军赵破奴与偏将军王恢（此王恢与前王恢同名异人）等领兵西征。赵破奴王恢奉令带兵出发，假说进击车师，却暗率轻骑七百人，潜护着急往楼兰。先将楼兰王擒住，然后把人马转移至车师。车师闻讯骇溃，被赵破奴一举捣破虏廷。结果是两国服罪，情愿内附。破奴乃请旨定夺，武帝得报封赵破奴为浞野侯，王恢为洁侯，并下令他们就地镇抚，以示威大宛乌孙诸国！
乌孙遂遣使献马，随中郎将张骞入朝。不久来使归国报知汉朝强大。乌孙国王昆莫，方后悔从前不用张骞言，今天又闻汉兵连破楼兰车师，必然势及自己。乃急遣使至汉，表示愿意遵旧约，即以联婚为和。武帝表示同意。不过向来使征求了聘礼，来使返报以后当即送马千匹，武帝便把江都王刘建的遗女，赐号为公主出嫁至乌孙。刘建就是武帝兄刘非的儿子。刘非殁，刘建嗣位，建淫昏无道，私刻皇帝玺绶，当有人告发，建恐慌自尽，家破国除，子女没有掖庭，只好由武帝遣令和亲，嫁与乌孙王昆莫，立为右夫人。江都公主感到很悲伤。一是老夫；二是遥远；语言、服装、饮食皆与汉地不同。生活得枯躁无味。便作了一首《黄鹄歌》目的是想通过它，来反应她在异国生活的悲伤感，使朝廷召还长安。武帝要想结好乌孙共灭匈奴，哪里肯依，只是回书劝她从俗。公主无奈转嫁昆莫的儿子岭。不久昆莫病死，岭孔继位。改王号为昆弥与汉朝通好不绝。
太初元年（前104），武帝听说大宛国的马有名，便用金子铸造成马一匹，并黄金二十万两，令壮士和车令等并往大宛，愿换成弍师城的宝马。偏偏宛王不从。车令等一再商肯，终被拒绝。惹得车令怒起，便大骂宛王，且捣碎金马携带而返。谁知路过郁成，竟遇着番奴千人，阻住去路。车令等与他斗死，所携金币眼看得被他夺去。武帝得报大怒，立即拟令将军出征。此时卫青、霍去病已死，只好选一贵戚叫做李广利的任命为弍师将军。李广利便是武帝后宠夫人李氏的二兄。在此之前，有一天李延年为武帝歌舞，边舞边唱，他有一个倾国倾城的好妹妹。武帝一听，连忙下诏，召李氏进宫。果然貌若天仙，能歌善舞，从此得宠。后生得一男，取名叫髆。可惜好景不长，李氏竟染病卧床不起。武帝非常惦记她，多次亲自去探望，可是李夫人用被蒙脸不与想见。她说：“长期患病，相貌已改变得丑陋了，要让武帝留个美丽的印象故这样做。但向武帝提出：“将兄弟们托付给他与其看重。”果然在李氏死后，武帝凭着李氏的花容印象不亡，提李夫人次兄李广利为将军，望他立功再提。因此才有了今天的领兵出征资格。长兄为李延年，武帝拜为协律都尉，李广利乃趁着大宛抗命前往弍师城取马。弍师将军的意思也就在这里。他带了骑兵六千，及郡国恶少年若干。且命浩侯王恢做向导出玉门，经盐泽，沿途是沙，无粮又无水。所过小国统是有许多人守着边界，不肯给食。汉兵忍不住饥渴往往倒毙。到了郁成，部下不过数千人，随带干粮已经吃尽，不得已只好冒险进攻郁城。郁城王杀死汉使，早就怕汉前来报复，所以严兵守候。至汉兵进攻，便即出战。汉兵虽然拼死力斗，究竟由于饿着肚子，哪有气力去取胜，反折伤了一半人马，李广利料难再坚持，只好收兵退至敦煌，向朝廷请示要求罢兵。武帝曾听到姚定汉说大宛兵弱。三千人就可以荡平。因此特派了李广利出去，目的是让他很轻快地就可以立功，好受封爵。谁知李广利丧师退还，真是大失所望。不由得动起怒来，便立即遣使带人督令封闭玉门关。传令广利军营如有一人敢入此关立即斩首。广利得到此令没奈何，只好留住敦煌静待候命。武帝再想添兵征宛偏来了匈奴密使说由左大都尉所遣，愿杀儿单于举国降汉，请汉廷发兵相应等语，武帝认为乌孙单于病死，其子詹师庐继立，尚在年少，号为几单于。单于任性好杀，国人不安。匈奴左大都尉，方遣使臻汉请降。得此机缘，何乐而不为呢？于是即将来使遣归。命公孙敖带领工役至寨外筑受降城。一面授赵破奴为浚稽将军，令速赴浚稽山迎接匈奴左大都尉。
赵破奴率兵三万，到了浚稽山下。待久不至，使人探听虚实，才知匈奴左大都尉泄谋被诛，因即引军南还。忽然又听得后面又有呐喊声，料是胡兵追来，连忙翻身迎敌杀将过去。捕得胡兵数千人，总认为匈奴定不再追过来了。这时距离受降城只有四百里，且见天色又已黑下来了，只好随便安营。营方安定，遥见尘头大起，只见匈奴兵漫山遍野，骋骑前来，破奴不及再转移，只好闭营守着。那匈奴兵共有八万骑一齐趋入，围住了汉营。汉营里又没有水喝，如何解决呢？赵破奴恐军心慌乱，夤夜潜出，自去觅水，离营未及百步竟被胡兵看见了，一声呼啸，四面的人围了拢来，赵破奴只有数十个人怎能与敌，一股脑儿被他们捉了去。大将受擒，全营毕震。胡兵乘势猛攻，汉营大乱，一半战死一半降番，儿单于喜出望外，再进攻受降城，还亏公孙敖闻风预备乘城固守，胡兵攻打不下，方才罢休。公孙敖将全部情况如实奏报朝廷。
太初三年（前102），武帝集众会议，决计向宛增兵。得骑卒六万步兵七万，充备粮饷去接济弍师将军李广利。又派出粮官专门运粮，并派出都尉两员，一号执马，一号驱马。李广利既得大兵当然前往。沿途各小国见汉兵如此重来，比前次为威。乃不免惊惶，皆出食饷军。惟有轮胎一城，独闭门拒绝。李广利挥兵屠城，乘势长驱，驰入宛境。宛王毋寡遣将搦战，与汉兵前队相遇略战，宛兵大败。宛王向康居国求援，多日未见康居兵到来。于是诸相吏都私语要谋杀宛王与汉讲和。遂攻杀宛王，毋寡枭首至汉营见李广利。李广利商诸部将，乃依了宛使与订和约，宛使返入城中始将马匹一概献出。广利乃与宛又申约，立以汉亲善的蔡为宛王，然后退师。紧接着汉军调转头来，往攻郁成城。当时康居国听得汉兵势盛，不敢来援，郁成王却是倔强，非但不肯服汉，反截杀汉校尉王申生，及故鸿胪壶充国。李广利决计还击郁成王，便令搜栗都尉上官桀引兵往攻破入城中，郁成王却乘机逃出，倚投康居。桀追入康居境内，康居王听得汉兵已破宛，不敢违命，将郁成王缚送军前。上官桀令四骑士押往李广利营，途次恐被走失，还是上邽骑士赵弟，打定主意，竟拔剑出鞘，砍落郁成王首级，持报李广利，广利乃班师东归。这番出师，武帝不至责备，但见良马到手，便已如愿，遂封李广利为海西侯，食邑八千户，赵弟亦得封新畴侯，上官桀等均有封赏不劳细表。
苏武送使回匈奴
武帝既征服大宛，又想去北讨匈奴。天汉元年（前100）武帝正要命将出征。忽然报称路充国自匈奴归来（前时充国为匈奴所拘）当下召入充国问明匈奴情况。路充国将匈奴事实约略上陈。原来儿单于只在职三年就病死了。立右贤王响犁湖为单于，才及一年又死。只好由其弟且鞮侯继立。国主易换频繁，单于年少资浅，恐汉朝发兵乘隙进攻。那且鞮单于很聪明，他说：“汉天子乃是我丈人呢！”他决定将以前所拘的汉使路充国等一律释回。并遣使护送回国，并奉书求和。武帝听了路充国报告后，再将匈奴人召入取得来书，展览一周，却也卑辞有理。乃与丞相商议，息怒修好。时丞相石庆已经寿终，由将军葛绎侯公孙贺继任丞相，公孙贺说由武帝裁决。武帝将匈奴使人释出，特派中郎将苏武持节送归，并令苏武赍去金帛，厚赠且鞮单于。
苏武字卿，为故平陵侯苏建次子。此次受命出使也知凶吉难卜，特与母妻亲友诀别。带同中郎将张胜，属吏常惠及兵役百余人，出都北去。到达匈奴以后，见了且鞮单于，传达了武帝的意见，并出赠了金帛。且鞮单于并非真想和汉，不过是借兵以作后图。他见汉朝中计且有金帛相赠，不由得据傲起来。首先待遇苏武的礼貌就不周。苏武未便指责，将使命交卸，即退出廷，留待遣归。
谁知正在此时生出枝节。有一个胡人叫做卫律，与协律都尉李延年友善，通过延年介绍给武帝，武帝便要他通问匈奴。此时李延年已犯罪坐牢。卫律在匈奴得知便恐遭株累，竟背汉降胡。匈奴正因为汉奸中行说病死（原降胡的人）正当苦于再没有这号人物了，一得卫律便封他为丁灵王。卫律有从人叫虞常，虽随卫律降胡，但实不愿意。他便联合浑邪王的姊的儿子缑王想谋杀卫律，再劫单于母阙氏一同归汉。凑巧又来了个副中郎将张胜，并且是曾经两下里有过交往本很熟悉的人。于是虞常私下问候，秘密地与张胜商量设谋请张胜埋伏在卫律经常出入处杀死卫律。那张胜志在邀功，不向苏武报告竟自己表态去参与，并两下里彼此约定钻空子进行。一天正好且鞮单于出猎。缑王，虞常，以为有机可乘，便召集党羽七十余人，即欲发难。偏有一人甘心卖友，竟去报知单于子弟。单于子弟得知消息以后，当即兴师兜捕，缑王战死，虞常被抓住。且鞮单于听得说有变就迅速赶回，令卫律严讯此案，这时张胜才开始恐慌怕受及祸灾，便将情况告诉了苏武。武听后吃惊地说：“事已至此怎能免累呢？我们若要对薄于虏廷岂不辱国？不如早图个自尽罢了！”说着即拔剑欲刎。亏得张胜、常惠两夺剑放下，才得无恙。苏武指望虞常不供张胜。那知虞常熬刑不起，竟将张胜供出。单于得知后，召集大臣们商议，要杀汉使，有左伊秩柴（匈奴官名）劝阻说，谋害了单于应处死刑。今不至此，应迫令投降。单于乃使卫律召苏武入庭。苏武见卫律来召，便对常惠说：“屈节辱命就使得生，今后有何面目复归汉朝？”一面说一面将剑拔出，向颈欲挥，卫律慌忙抢救，抱住苏武的手，颈上已着剑绛，流血满身。急得卫律紧抱不放，忙叫左右快请医生。医生来时苏武已经晕去，经医生抢救才苏醒过来。卫律要常惠好生看视，自去返报且鞮单于。单于却也感动，朝夕遣人问候。但将张胜系入狱中。
过了一段时间，苏武的伤口已痊愈。卫律奉单于命邀武入座，便从狱中提出虞常、张胜，宣告虞常死刑，立即斩首。复向张胜说：“罪亦当死，若肯降尚可宥免。”说到此，即举剑欲砍。张胜即贪生怕死，连忙说愿降。卫律冷笑数声回顾苏武道：“副使有罪君应连坐。”武正色道：“本未同谋，又非属何至连坐。”卫律亦举剑拟武，武仍不动容夷然自若。卫律反把剑收缩，便向武说话，比喻了一番他自己降胡得了不少好处，即劝其降胡。可是苏武才不听他那一套呢。不禁动怒指责卫律卖国求荣，骂得卫律哑口无言。卫律又不好轻杀苏武，只好往报单于。单于大为嘉叹愈欲降苏，将武幽置大窖中，不给饮食数日不死。单于疑是神助，且徙苏武去北海地使他牧羊，一年复一年，几不知有人世间了。
武帝自遣发苏武去后，多日不见复报，料知匈奴必有变卦。到了完全了解情况后决定命弍师将军李广利领兵三万往击匈奴。广利得至酒泉，与匈奴左贤王机遇，两下交战，广利获胜。斩首万余数，便即回军。那右贤王不甘败衄自去招集大队，又来追广利。广利行至半路却被胡骑追及，四面围住，汉兵冲突不出，而且料草将尽，又饥又急，惶恐异常。还是假司马赵充国，发奋为雄，独率彬兵将七百余人，披甲操戈，首先突围，好容易杀开一条血路。广利趋势麾兵，随后杀出，方得驰归，这场恶斗汉军十死六七，赵充国身受二十余处创伤，幸得不死。李广利回都奏报，有诏召见赵充国，由武帝亲自验证，满身确实伤痕累累，尚是血迹未干。禁不住叹声多时，立即拜赵充国为中郎将。
李陵被迫降匈奴
武帝因北伐无功，再遣因杆（匈奴地名）将军公孙敖出西河，强驽都尉路博德约会邪山，两军东西游弋亦无所得，侍中李陵系李广的孙子，为李当户的遗腹子。少年有力，爱人下士，颇得重名。武帝说他颇有祖风，授骑都尉。使率楚兵五千人习射酒泉、张掖准备防御匈奴。