有迹象表明，伊雉斜单于对于汉军的攻击，有一定的心理预期和防备措施。因此当年春天，卫青的十几万大军刚出定襄，就遭遇单于主力。两下不期而遇，只能硬碰硬。史书上的说法是汉军小胜，大约因为匈奴遗尸数千具的缘故；但如果完全从军事的角度考量，恐怕是汉军小败。因为他们的战术意图没能实现，而匈奴则成功地迟滞了汉军的进攻。至于遗尸数千具，那是匈奴的特性所决定的。他们的大本营离边境甚远，游击乃其本性，无论输赢都要走。
好在胜负都很小。考虑到天气寒冷，作战意图已经暴露，卫青当即决定回师，在定襄、云中、雁门等地分散休整。经过短暂的休整，当年四月，卫青再度率军前出定襄，寻找单于主力决战。两军接战后，厮杀非常激烈，双方互有伤亡。正在这时，匈奴的两支援军相继赶到，一支是单于本部人马，另外一支则是左贤王的部队，他们突然出现在右前方。卫青闻讯立即下令，右将军苏建和前将军赵信会合，保障主力右翼安全。经过一昼夜的激烈拼杀，苏建、赵信的人马伤亡殆尽。赵信本来就是匈奴降将，一看风向不对，再度掉头转舵，带领八百残兵投降；苏建单骑逃脱，回到大将军本部。
局势发展至此，对双方而言都是消耗战，已经无法继续打下去。伊雉斜单于率先退兵。此时霍去病突然带领本部人马八百骑，展开了追击。他深入敌境数百里，斩杀敌军两千零二十八人，包括匈奴相国、当户等高官，以及单于大行父（与单于祖父同辈）籍若侯产，生擒单于叔父罗姑比。
霍去病的八百人马，值得单独说说。汉代兵制，以二和五的倍数递增。最基础的单位为伍，每五个人设一伍长；两伍为什，每十人设一什长；五什为队，每五十人设一队率；两队为屯，每百人设一屯长；两屯为曲，每两百人设一军侯；两曲成一部，每四百人设一军司马。通常情况下，每五个部为一个营，即一个独立的作战单位，由将军或者校尉统率。卫青身为大将军，本部人马至少也有五部。另外校尉的级别并不低，秩比两千石，与郡守相当；军司马则秩比一千石，也远远高于司马迁的郎中俸禄。
霍去病麾下有八百人，看来是两部四曲。 “部曲”一词，即由此而来。
秋后算账，汉军杀敌一万九千多人，远远超过自身损失。但尽管如此，战役构想没能达成，从军事的角度看就是失败，至少不能算作胜利。这一点汉武帝很清楚。因此他没有加封卫青。霍去病少年英雄，打出了汉军的威风，总算为汉武帝找回了面子。因此他封霍去病为冠军侯，奖励其勇冠三军的气概。
那么李广呢？作为后将军，他虽然参了战，但毕竟没有独当一面。既然卫青无功，那么他自然也就谈不上功劳。除了霍去病，大约只有张骞受封为博望侯。当时汉军行进于千里塞外，在茫茫黄沙和无际草原中，给养相当困难。张骞熟悉匈奴军队特点，具有丰富的沙漠行军经验以及广博的地理知识。他以校尉的身份为汉军作向导，确定行军路线和宿营地点。由于他“知水草处，军得以不乏”，再加上过去出使西域有功，因此而被封为博望侯。《史记》中说这次“诸将多中首虏率，以功为侯者，而广军无功”，与事实不符，也与《史记》别处的记载相矛盾。汉军将领大面积封侯的事情，其实发生在更早的河南战役期间。那时李广还在右北平弯弓射虎。
李广此次无功还是好的。右将军苏建更加倒霉。他全军覆没，卫青询问下属应该如何定罪。议郎周霸建议斩首：“大将军自出征以来，还没斩过裨将。今苏建弃军而逃，应当立即斩首，以正大将军威严！”军正闳、长史安不同意这个看法。他们认为：“兵法上说，‘小敌之坚，大敌之擒也。’今建以数千当单于数万，力战一日有余，士尽，不敢有二心，自归。自归而斩之，是示后无反意也。不当斩。”
卫青赞同后者的建议，但理由不同：“陛下待我以肺腑之心，从来不顾虑我在军中没有威信。周霸劝我斩苏建立威，完全不合我的意愿。即便我有权斩杀部将，也不能自作主张。假如我这样深受陛下宠信的将领，都不敢在境外擅杀将士，那别人肯定能明白，身为人臣谁都不该专权的道理！”
卫青随即将矛盾上缴。最终汉武帝赦免苏建的罪过，将其贬为庶人，赏卫青千金。
对于李广而言，苏建的这段曲折，绝非题外话。
河西战役
中国历史跟黄河纠缠不清，随着黄河而不断拐弯，地名上也带着深深的印迹。比如河内，其实是指河南境内的黄河北岸地区；河东则指晋陕交界处的黄河东岸地区。但河西这个字眼，含义则有变化：先是指晋陕交界处的黄河西岸沿线，比如吴起曾经镇守的西河也叫河西，后来则专指河套平原以西地区。
这条道路是通向西域的走廊，因此也叫河西走廊。
漠南会战时投降的赵信，本来是以匈奴小裨王的身份归顺的汉朝。再度反水后，伊雉斜考虑到他熟悉汉朝情况，便加封他为自次王，并且甘愿当他的小舅子，将自己的姊妹许配给他，使他成为匈奴的二号人物。赵信深知匈奴实力无法与汉朝抗衡，于是建议：“益北绝幕，以诱疲汉兵，缴极而取之，无近塞。”核心思想就是大踏步主动后退，引诱汉军北进，利用沙漠这个天然屏障疲惫汉军将士，在沙漠尽头处的草原以逸待劳，夺取最终胜利。
