贰师将军
在和西域的交往过程中，武帝偶然得到大宛产的汗血马，非常喜爱，命名为「天马」。而之后到大宛去搜求「天马」的使者在路上络绎不绝。
汉朝出使外国的使团，多的一行数百人，少的百余人，他们所带的礼物与博望侯张骞出使时大抵相当，后来随着对西域的熟悉，出使的人数也逐渐减少。
汉朝在一年中，派往西域的使者，多时十余批，少时五六批，路程远的八九年才能返回，路程近的也需好几年才能回来。
太初元年（前104），汉朝出使西域的使臣上奏说：「大宛有良马，藏在贰师城内，不肯给我们。」于是武帝决定重金求购，下令派壮士车令等人带着千斤黄金和用金子铸成的马前往大宛请求换取良马。
大宛国王与其群臣商议说：「 汉朝离我们太远，中间隔着盐泽，道路行走艰难，两国来往，常常有人因路况困难而死亡；若从北路来，会有匈奴的阻挡，如果从南路来，缺乏水草，又没有城郭，所以缺乏粮食。汉朝使者每次过来访问的时候，团队人数来几百人，都常常因为旅途过程粮草匮乏以及路况艰险而死伤过半，所以即便与汉朝敌对，汉朝又怎么回冒险派遣大军过来讨伐呢？汉朝朝廷是拿我们没有办法的，那贰师城的马，可是大宛国的宝马。怎么能随时送给外人呢？ 」于是不肯给汉使。
汉使非常恼怒，大骂着用铁锤砸破金马，愤然离去。大宛的贵族十分生气地说：「汉使居然如此轻视我们！」便直接将汉使驱逐，并下令大宛国东面的郁成王去截杀汉使，抢夺了汉使的财物。
武帝得知消息后大怒。曾出使过大宛国的姚定汉等人说 ：「大宛兵力薄弱，如果派3000名汉兵，以强弩射击， 就能将其全部俘虏。」
武帝曾派浞野侯赵破奴率700骑兵俘虏了楼兰王，所以认为姚定汉等人说得有道理，既然如此简单，这个任务必定要落到皇帝想要封赏之人的手里。 此时后宫得宠的李夫人有个哥哥名叫李广利，还没有封侯，此次正好是立功的好机会，武帝便任命李广利为主帅。
既然好打，也没有必要兴师动众，于是武帝下诏征发防备匈奴的6000骑兵与各郡国罪人数万，远征大宛国。 期望李广利到贰师城获得宝马，因此称他为「贰师将军」。 另外任命赵始成为军正，原浩侯王恢为向导，李哆为校尉，负责指挥作战。
太初二年（前103），李广利率军西征，渡过盐泽之后，沿途的小国都紧闭城门，不肯供给汉军粮食，李广利只有发动进攻。 攻下的就可以得到粮食，攻不下的几天后只好绕行。等到达郁成国时，军队只剩下数千人了，且又饥又乏。攻打郁成国时，反被郁成国的军队打得大败，伤亡惨重。
之后，李广利与李哆、赵始成等人商议说：「 到郁成国都不能攻下，更何况到大宛的国都了？」于是干脆带兵返回敦煌郡，此时士兵剩下的不过十分之一二。李广利只好上书汉武帝，说：「路途遥远，又缺乏粮草，士兵不怕作战而害怕饥饿，况且人数太少，不足以击败大宛国。希望暂且停止进攻，等到增调军队后再前去攻打。 」
汉武帝看到奏书后大怒，直接派使臣到玉门关拦截，同时传下命令：「军队有敢退入玉门关者，一律斩首！」李广利此时非常恐惧，就只好留在敦煌。
太初三年（前102），朝臣们议事，都希望停止对大宛国用兵，集中力量攻打匈奴。
但武帝则认为既然已出兵讨伐大宛，如果连大宛这样的小国都打不下来，那么大夏等西域属国会渐渐地轻视汉朝，不仅得不到大宛的好马，就像乌孙、轮台等国也会虐待汉朝使者，这样做必会遭到外国的耻笑。
于是汉武帝对讨伐大宛不力的邓光等人做了处罚。经过一年多的时间，又集结起6万人，去敦煌增援贰师将军李广利，一些自带装备跟随出征的还不包括在内。另外，还征调牛10万头，马3万匹，驴和骆驼数以万计。 粮食、兵器、弓弩都十分充足，从各地调来攻打大宛的校尉军官有50多名。又征调戍卒18万驻扎在酒泉、张掖的北部地区，设置居延城、休屠城，屯兵以保卫酒泉。
武帝下令：全国犯罪的官吏与在逃人员和赘婿、商人，原来属商人户籍的，其父母、祖父母属商人户籍的，共7种人，一律充军从征。专门为贰师将军运送粮草的人马与车辆络绎不绝。
这个几乎是举全国之力西征大宛，可以说是稳操胜券，汉武帝很有信心，特意派遣两名熟悉马匹情况的人担任执马校尉和驱马校尉，一旦攻破大宛城，就让这两个校尉去挑选那里的好马。
得到支援的李广利奉命再次率军出征攻打大宛。由于军队规模浩大，沿途的西域小国纷纷开城迎接，向汉军提供粮食。 大军到达轮台国，轮台国不肯投降，汉军攻城数日，城破后将其全城屠灭，轮台这个地方，后来就成为汉朝在西域的根据地之一。
大军继续向西进发，一路顺利到达大宛国边界，此时汉军共有士兵3万人。大宛出兵迎战，汉军以弓箭射击，大败大宛军队，大宛军队只好退回防守。
李广利本想先行攻击上次让自己吃亏的郁成城，又担心屯兵坚城之下，如果一时不能攻克，大宛可能有其他的策略。 于是李广利下令绕过郁成城，直接攻击大宛国的都城贵山城，将其四面包围。大宛城中没有水井，靠汲城外的河水，于是李广利派水工将城外的水改道，用旧水道挖洞攻城。
此时贵山城内早已苦不堪言，城内没有水喝，城外有汉军攻城，前后围攻了40多天。
城内贵族开会商议说：「都是因为国王藏匿宝马，杀害汉使，才招致今日的灭国之灾。现在不如我们杀了国王，再献出宝马，汉军自然就会退去，如果汉兵不退，那我们再奋力死战也不迟。 」
众人达成一致之后，一起杀了大宛国王毋寡。此时贵山城的外城已被攻破，大宛国贵族中最猛的名将煎靡也被俘虏。
大宛人极为恐慌，纷纷逃入内城，派人拿着大宛王毋寡的头颅去见李广利，请求说 ：「汉军如果停止进攻，我们就献出最好的马任你们挑选，并向汉军提供粮草。如果不听取我们的意见，我们就将好马全部杀死，康居国的援兵不久将至，他们一到，我军在内，康居兵在外，内外与汉军决一死战。请将军认真考虑，到底怎么办。 」
这时康居国王也知道汉军强大，根本不敢派援兵。但李广利听说贵山城内的守军已向新近抓到的一些汉人学会了凿井，并且城内的粮食还很多。
而且考虑到这次来主要是为了惩罚罪魁祸首国王毋寡的，现在毋寡的人头已经送到，如果拒绝他们的请求，他们就会死守城池，而康居的援兵在汉军疲惫时再来救援，恐怕胜负难料。 于是李广利答应了大宛的求和条件。
大宛献出所有的名马，供汉军挑选，又向汉军提供大批的粮食。汉军选出数十匹良马，中等及以下的雌雄马3000余匹。 又另立过去对汉使友好的大宛贵族昧蔡为国王，和他订立盟约，然后撤兵回国。
当初，贰师将军李广利自敦煌出兵西征时，分兵几路，由南、北两道同时进军。校尉王申生率领千余人监视郁成城，密切观察他的动作，结果没两下就被郁成王击灭，只有数人逃到了李广利那里。李广利命搜粟都尉上官桀去攻打郁成城，郁成王大败，逃往康居国，上官桀又追到康居。
康居王听说汉朝的军队已攻破大宛，十分惊恐，不想引火上身，不敢与汉军作对，便将郁成王交给了上官桀，上官桀命四名骑士把他捆绑押送到李广利的军营。上邽骑士赵弟担心郁成王逃走，拔剑将其头砍下后，追上了李广利的大军。
太初四年（前101）春，李广利回到长安。 汉军回程途中沿途经过的小国听说大宛已被攻破，纷纷派其子弟随李广利到长安进贡，拜见天子，并主动留在汉朝做人质。 此
次战争汉军损失也很大，西征军队返回玉门时，士兵只剩下1万余人，3万匹战马也只剩下1000余匹， 而失去的士兵大多并非战死，而是因为将领们的虐待。但汉武帝认为大军万里远征，不必计较小的过失。
因此，依战功，封李广利为海西侯，封赵弟为新時侯，任命上官桀为少府，上官桀后来成为武帝的托孤重臣，此时刚刚崭露头角。将校中官至九卿者3人，任诸侯王国相、郡太守及二千石官员的100多人，任一千石以下官员的1000多人。
那些自愿出征的人得到的官职都超过了他们的期望，因犯罪而令其出征的都被免罪，士兵们的赏赐达4万钱。
当匈奴听说李广利率军征讨大宛时，曾想进行阻截，但发现汉军兵力强大，匈奴不敢正面对抗，便派骑兵前往楼兰国，等候阻断大军后面的汉朝使臣的通道。这时汉军军正任文率军驻扎在玉门关，抓到了匈奴俘虏，得知此事后上奏朝廷。
汉武帝下诏书命令任文领兵逮捕楼兰王，押到长安审讯。
楼兰王回答说 ：「楼兰是个小国，处在汉朝与匈奴两大国之间，如不两边依附，难以生存。我愿举国迁入汉地居住。」
汉武帝认为他说得有理，便放他回国窥视匈奴的动静，匈奴人从此也就不再相信楼兰国了。
自从大宛国被攻破之后，西域各国都十分震恐，被派往西域的汉朝使者都各尽其职。于是从敦煌以西到盐泽处处建起堡垒，而汉朝在轮台城、渠犁国的屯田士兵各有数百人，并分别设置使者、校尉统领，用以供应出使西域人员的需要。
过了一年多之后，大宛贵族们认为昧蔡过于谀媚汉朝，使大宛国遭受屠城厄运，于是联合杀死了国王昧蔡，另立毋寡的弟弟蝉封为大宛王，并派蝉封的儿子入汉朝充当人质。
武帝也没有多管，对其好言安抚，并派出使者赏赐蝉封。蝉封与汉朝达成盟约，每年向汉朝贡献天马两匹。通过此一战，贰师将军也成了李广利固定的封号。
作为武帝末期出战最多的将领，李广利显然不能与卫青、霍去病相比，甚至从指挥和带兵水平上来说，也比不上赵破奴或李广，在经历了李陵投降事件之后，李广利有十年没有出战，李夫人早死，而李延年等人也因故被杀，李广利唯一的指望，就是李夫人的儿子昌邑王刘髆，所以在征和三年（前90），李广利再次出征匈奴之前，他和自己的亲家丞相刘屈氂想合力举荐刘髆为太子。
但此时的朝廷已经今非昔比，巫蛊势力仍在巅峰，少府内者令郭穰告密，说丞相夫人设巫蛊诅咒皇帝，并打算拥立刘髆上位。
武帝下令追查，最后刘屈氂被判腰斩，李广利的妻子家人都被下狱。
此时的李广利军在战场上本来打得还可以，刚刚击败了匈奴右大都尉和卫律的军队，匈奴因此退往北方，不敢再战。 此时消息传来，就有人劝李广利投靠匈奴，李广利虽然动心，但他仍觉得只要自己建立更大的功勋，或许武帝会饶了他。
于是就指挥大军渡过郅居水，跟匈奴左贤王、左大将的两万骑兵遭遇，双方展开大战，战况十分激烈，李广利的部队血战一昼夜，终于取胜，汉军斩杀匈奴左大将，匈奴兵死伤甚众。
然而此时长史和决眭都尉、辉渠侯雷电（匈奴裔）商量说 ：「李将军已怀二心，只想自己建功立业，却将我们置于危险之境，如此恐怕大军一定失败。」 之后二人企图扣押李广利，押回长安。
李广利得到消息，知道军心已经动摇，无法再向北挺进，便杀掉长史，率军班师。
大军退至燕然山（今蒙古国杭爱山），匈奴单于狐鹿姑发现汉军疲惫混乱，形色有异，于是亲统5万骑兵截击，双方军队死伤惨重。 入夜后，匈奴兵绕过汉军，在汉军退路上挖掘壕沟，深达数尺，然后从背后发动猛烈攻击，汉军大败溃散。李广利在绝望之中，向匈奴投降。武帝闻言也下令诛杀了李广利全族。
狐鹿姑单于素来听说李广利的威名，不禁大喜，把女儿嫁给了他，李广利在匈奴备受推崇，地位甚至在卫律之上，这也引起卫律的妒忌， 一年多以后，狐鹿姑单于母亲生病，大单于十分焦急，卫律趁此机会，借刀杀人收买巫师，让其在占卜时进谗言，狐鹿姑单于便诛杀了李广利。
长达几十年的汉匈战争，让汉朝几乎耗尽国力，此次战役之后，武帝也下了罪己诏，检讨自己的过失。而匈奴被汉朝压迫20多年，人口、牲畜大量减少，且生育不旺，也陷入困苦之中。 李广利死后3年，武帝驾崩，而武帝的晚年，整个国家始终被一层阴云笼罩——巫蛊。
