马邑之谋后，匈奴的边境攻略战停止了三年多的时间，这并非意味着和平的到来，而是大战到来前的沉寂。匈奴的军事报复战随时都可能打响，只是不知道何时何地开始。毕竟匈奴的军事实力没有受到任何打击，依然掌握着战争的主动权，把控着战场的节奏。因此，战前的沉寂就显得更为窒息可怕。
该来的总会来。果然，到了元光六年（前129年）的秋天，正是秋高气爽、草高马肥的时节，匈奴又一次兴兵南下，前锋直指上谷郡（今河北怀来）。从进攻方向来看，来犯者应该是匈奴本部的主力部队，数年未兴兵的匈奴自然是来者不善。
朋友来了有好酒，敌人来了有猎枪。接到边境告警的信号，汉武帝毫不示弱，连连下达命令，调兵遣将，任命中上大夫卫青为车骑将军，率领精兵1万从上谷郡迎敌，直接迎击来犯的敌军；命令骑将军公孙敖率军1万，从代郡（治代县，今山西大同、河北蔚县一带）出兵；命令轻车将军公孙贺率军1万，从云中（今内蒙古托克托东北）出兵；命令骁骑将军李广率军1万，从雁门出兵。四路大军互不统属，各自为战。
这里首先介绍一下参战的将领。卫青出身奴仆，在接掌一路统兵将军之前，职务是上中大夫，此前未预军旅之事，统兵作战的才能有待战争检验，因此虽贵为车骑将军，并不统领全军。公孙敖，义渠人，早年是汉武帝的骑郎，与卫青是密友，此时的职务是上中大夫，被任命为骑将军，也是初次上阵，缺乏作战经验。公孙贺，字子叔，北地义渠（今甘肃宁、庆一带）人，胡人后裔，其祖父公孙昆邪为平定七国之乱立下汗马功劳。公孙贺生年不详，约为汉景帝时期，与公孙敖是同乡。少年从军，多次立功，为太子舍人。汉武帝时升为太仆，娶卫子夫长姐卫君孺为妻，也属于外戚一族。相比于上述两人，他算是有行军打仗的经验。李广，陇西成纪（今甘肃静宁西南）人，汉文帝十四年（前166年）从军击匈奴，因功封为中郎。汉景帝时，先后任北部边域七郡太守。汉武帝即位，召为未央宫卫尉，是四路统帅中最有战争经验的将领。从将领来看，参与马邑之谋的将领只有公孙贺和李广，而卫青和公孙敖则是初出茅庐的新锐。
鉴于汉匈之间拥有漫长的边境线，匈奴军队一向神出鬼没，行踪不定，汉军要想抓住敌人，只能采取数路出击的形式，四处寻战。从战役部署上看，出击的汉军共分为四路，每路一万骑兵，由东至西，分别从上谷、代郡、雁门、云中四郡出击，各自为战，寻找匈奴人接战。从战场地域来看，空间相当宽阔，基本上从燕山西南的宣化盆地，一直延伸到河套东部的前套平原一线，形成广阔的散面。这也是无奈之举，因为此时的汉军，根本无法判明匈奴主力在哪，只能四路大军平均用力，总算起来不少，分开则显得单薄。事实上，由于军情紧急，在如此短的时间内，西汉帝国没有时间集结太多的军队，这四万军队是常驻边郡的常备军。再加上进攻方向不一，彼此之间缺少配合，又缺乏战略上的互动，没有主次之分，他们分别所要面对的匈奴人，无论从数量还是战力来看，都有可能对一路汉军取得优势地位，很容易为敌人各个击破，所以汉武帝的第一次与匈奴的“处女”之战，显得没有章法，有些草率。
可军令如山，攻击命令下达，四路大军分别进发。李广一路从雁门进兵，也许是霉运一直伴随着这位沙场宿将，不久他的一万军队就与军臣单于率领的匈奴主力部队相遇，彼此力量众寡悬殊，退无可退，李广指挥军队与敌军展开鏖战。汉匈开战之初，匈奴军队从来没有受到打击，精锐尽存，士气旺盛，特别是匈奴军队中的射雕勇士更是箭法高超，名闻遐迩，李广早就领教过他们的厉害，可以说箭无虚发，发必中的，一人可以与几十名汉军对阵。在如同飞蝗般的箭雨下，汉军连连中箭，死伤惨重，很难组织起有力的抵抗。李广率军拼死抵抗，阵地上到处都是被射死的战马和呻吟的士兵，战况惨烈。李广所部汉军孤军作战，难以休整，而匈奴军队仗着人多势众，可以轮番进攻，到了第五天，汉军士卒饥疲交加，伤亡过半，难以组织有效的抵抗。在匈奴的连续进攻下，李广所部全军覆没，一万精兵横尸疆场，主帅李广则身负重伤，被匈奴兵活捉。
作为主帅的李广，多年在边郡当太守，是匈奴军队的老对手，在匈奴军队中的知名度是相当高的。看到汉军全军覆没，军臣单于的心情自然是乐不可支，在匈奴军发动最后攻击时，军臣单于特地命令全军，不得伤害李广，要活捉他。匈奴骑兵便把当时受伤的李广放在两匹马中间的网兜里，准备回去献俘，邀功请赏。李广虽然受伤，头脑却异常清醒，随时寻找时机逃跑。为了麻痹匈奴士兵，李广假装已经昏迷。就这样走了10多里路，眼看离匈奴军队的大营越来越近了，再不寻机逃跑就彻底没有机会了。于是一个战场上的传奇就随之发生了，李广暗暗蓄积力气，突然从网兜中跃身而起，把一个押送他的匈奴兵推下马，同时摘下他的弓箭，几个动作一气呵成，然后奋马扬鞭，向南飞奔而驰。匈奴士兵这才反应过来，一边大声喊叫，一边纵马追赶，随后匈奴骑兵数百人也跟了上来，试图再次活捉李广。李广一边纵马奔逃，一边轻款狼腰，弯弓搭箭，不断射杀追近的匈奴骑兵，最后竟然奇迹般地脱逃成功，回到汉军大营。匈奴人被李广的惊人骑射技术所折服，称其为“汉之飞将军”。
几乎与李广的遭遇相同，公孙敖在进军途中也与大队匈奴骑兵遭遇，公孙敖自忖不敌，且战且退，在损失了7000名骑兵后，终于狼狈退回了西汉边境。
从云中进兵的公孙贺最有可能遇到敌人，因为云中郡已经深入到蒙古高原了，可以说出门就是敌国，可是他一路连一个敌人都没有遇到，1万大军在茫茫草原搜寻了10多天，一无所获，又不敢纵兵深入草原腹地，只好撤军回塞。
卫青一军从上谷郡进兵，上谷郡本来是匈奴侵扰之地，可是等到大军到达后，根本见不到敌人的影子，茫茫草原，到何处寻敌一直是一个谜一样的问题。沧海横流方显英雄本色，卫青初出茅庐，不可能就此罢手退兵，他果敢冷静，纵兵深入敌后，千里奔袭，穿越广袤的草原，直捣龙城（匈奴祭扫天地祖先的地方），犹如天兵神降一般，出现在匈奴人眼前，打了敌人措手不及，敌人纷纷逃散，汉军一阵穷追猛打，斩首700人，取得了难得的一次胜利。然后率军掉头向南迅速撤回塞内，前后纵横敌境上千里，如同行云流水，毫无窒碍。唐人王昌龄赋诗“但使龙城飞将在，不教胡马度阴山”，把卫青赞誉为“飞将”是实至名归的。
战后论功行赏，李广和公孙敖均因失军被问罪，朝廷把李广、公孙敖交给法官，执法官判两位将军死伤人马众多，应当斩首，按照法律处以极刑。但是当时可以用钱赎罪，于是两位将军交上罚金，被免除死罪，废为平民。抗匈大业刚刚开始，需才迫切，如果没有以钱赎罪的救济条款，那么汉武帝很快就会发现，将来会无人可用。四将之中，只有卫青旗开得胜，因战功被封为关内侯。客观来说，无论是李广还是公孙敖都有点冤，没有李广和公孙敖的拼杀，能拖住敌军主力吗？卫青的千里奔袭能够如此轻松吗？当时的人不是不明白这个道理，所以卫青在汉武帝面前为两位将军开脱，说若不是二位将军牵制住敌方主力，他也无法取得胜利。汉武帝的回答是：“真仁义也。”从汉武帝的回答中可以看出，他只注重结果，卫青的开脱除了为自己赢得仁义之名，丝毫没有减轻汉武帝对两位败军之将的惩罚程度。也许李广和公孙敖在对阵中杀敌更多，可是斩获敌军的首级何在？在以战功说话的军功制度面前，任何辩驳都是苍白无力的。
从双方的损失来看，汉军这次出动四万骑兵所发起的反击战，应该算是很不成功的。虽然卫青部攻入龙城，斩获了700人，但仅仅北出雁门的公孙敖部就损失了7000人，更别说还有李广部的损失了，4万大军回来了2.4万人，无论如何都是一个赔本的买卖。虽然此时的汉帝国家大业大，人口众多，能够承受数倍于匈奴的人员损失，可是如果仗继续这么打下去，再大的家业也会耗光，再多的鲜血也会流尽，等待西汉王朝的将会是万劫不复的命运。
这次战役的唯一亮点是卫青独创的长驱直入、千里奔袭的战法。与草原上的对手较量，关键是判断匈奴主力的位置，然后予以打击，而不是像平原地带那样，只要攻占了敌人的城池和地盘就算大功告成。用步兵被动防御，根本不能解决来无踪、去无影的匈奴骑兵的灵活作战方法和持续骚扰，只有改变作战手段，实行新的军事变革，也就是以强劲的汉朝骑兵主动出击，深入敌国和他们正面交锋，大规模歼灭敌军的力量，跳出此前的战斗旧模式，才能彻底改变西汉自立国以来被动挨打的局面。因此，消灭敌人的有生力量，消耗敌人的物资储备，才是上上策。以斩获换封赏，而不是以占领地盘为依据，斩获敌人首级的数量，缴获了多少敌人的牛羊，几乎成了记功的唯一标准。而这显然不是传统将领的思路，因此，卫青发挥骑兵优势，大胆穿插，千里奔袭的战法才会受到汉武帝的激赏，龙城袭击战的成功，是中原王朝首次出塞，御敌于国门之外，第一次将战刀捅到遥远的匈奴腹地，使得这种闪电式长途奔袭战成为对付匈奴人的一种样板，从而也为以后的战争提供了指导。从这个意义上来说，龙城袭击战怎么评价都不过分，从战术上而言可谓是扭转乾坤的一战。我们将会在以后的战争中看到这种战法的巨大威力，即如何把匈奴一步步逼入死角，以致其难以在草原立足的。
这一仗诸多将领的表现也提醒了汉武帝，仅靠目前的将领是难以完成他的反击匈奴的大业的，必须进一步发掘新的人才，补充新鲜血液，他们才能充分领会汉武帝的攻势战略思想，把对匈奴的战争打下去。霍去病就是等待汉武帝去发现的一颗明珠。
龙城之战是两大政治集团的初试身手，也算是一次大规模厮杀前的一次热身。从此以后的十年间，汉匈双方在军事上进入了惨烈的拉锯阶段，每一年都会有战事发生。在这些激烈的角逐下，战争优势的天平开始慢慢向汉朝倾斜，汉帝国开始争得主动权，按照自己的战争节奏，一步步将匈奴逼入死胡同。而卫青龙城一战开创了汉朝“长途奔袭”的新战法，从指导思想上改变了汉军传统的应敌模式，扭转了战争的形势，成为令匈奴人闻风丧胆的名将，留下了史上最流光溢彩“但使龙城飞将在，不教胡马度阴山”的战神传说。
