陳湯少年時非常喜歡讀書，對事情的看法也很獨到，但因為家裏太窮，有時甚至要去討飯才能過活，所以鄉親們看不起他。後來陳湯流浪到長安，認識了富平侯張勃，張勃覺得他很有才能，就向漢元帝推薦了他。陳湯當了幾年郎官，就主動請求出使外國，幾年後他作為西域都護府副校尉，和校尉甘延壽一起去了西域。
當時西域的情況很複雜，漢宣帝時期匈奴五個單於爭奪王位，其中郅支單於以武力兼並其他四個單於，統一了匈奴。後來郅支殺死了漢朝使者，害怕漢朝出兵攻打，就向西跑到康居，娶了康居王的女兒，最後當上了康居的王。
陳湯了解到郅支的情況後，對甘延壽說：“郅支這個人太凶狠了，如果我們現在不殺掉他，要是以後他在西域稱王就麻煩了。現在他在康居，那裏沒有什麼固定的城市，也沒有善於騎射的士兵，不如我們召集起屯田戍邊的士兵，再讓烏孫等國派一些士兵來，直接去攻打他，他肯定打不過我們，就算逃跑都沒有可藏之處，這正是我們建功立業的大好時機啊！”
甘延壽雖然認為陳湯分析得很有道理，但還是堅持要先奏請皇帝。陳湯說：“這是一項大膽的計劃，而朝廷上那些人大多是平庸之人，他們討論後，肯定認為不行。”甘延壽還是不同意，想給皇帝寫信征詢意見，可是第二天他不巧生病了，寫信一事被耽擱下來。
陳湯等了一天又一天，十分著急，眼看甘延壽的病未見好轉，就偷偷地起草了一道假聖旨，調集屯田的士兵去攻打郅支。甘延壽在病床上聽到這個消息時大吃一驚，他想立即製止陳湯妄作主張的舉動。陳湯卻憤怒地握著劍，對他說：“大軍已經召集起來了，難道你想讓大家再回去嗎？不抓住戰機出擊，還算什麼將領？”甘延壽隻好聽從陳湯的建議，讓他帶領四萬多人，大張旗鼓地向北進發。
當陳湯大軍猛烈進攻時，郅支身穿甲衣帶領他的妻妾數十人一齊登上城樓。漢朝大軍的飛箭射中了他的鼻子，又射死了他幾個妻妾，郅支便騎馬狼狽地跑回了他的土城。
第二天，陳湯命令士兵火燒郅支的土城，不一會兒，大火就燒毀了外圍的木柵，士兵們衝進土城。郅支身邊隻有一些侍從，他們沒有任何抵抗能力，很快就被漢朝士兵殺死，郅支也在混亂之中被殺了。
捷報傳到長安，朝廷一片沸騰，元帝不但沒有計較陳湯假傳聖旨之過，還加封他為關內侯。陳湯也一戰成名，流芳百世。
【博聞館】
西域都護府
“都護”是漢朝在西域設置的最高行政機構，主要職責在於守境安土，協調西域各國間的矛盾和糾紛，製止外來勢力的侵擾，維護西域地方的社會秩序，確保絲綢之路的暢通。西域都護府的建立，經曆了很長的過程。
匈奴在秦末漢初發展成為強大的奴隸製國家，在向外擴張過程中，它控製河西走廊，並出兵西域，切斷了“絲綢之路”，殘酷地統治著西域各族人民。
武帝即位後，國力空前強大。他改變了先前對匈奴采取的和親政策，決定用武力根除邊患。他一方麵派張騫出使西域，尋找同盟力量，一方麵派衛青、霍去病等大將攻打匈奴，奪回了河西走廊。漢朝為鞏固在西域的統治，在敦煌到鹽澤（今羅布泊）之間設立了交通亭站，還在輪台和渠犁等處屯田，置使者校尉，以保護漢朝與西域諸國間的交通通道，至此，天山以南地區便都在漢朝的控製之下。
神爵二年（前60），匈奴西邊的日逐王率眾投降，天山以北地區也歸屬於漢朝。此年，漢朝始設“都護”一職，匈奴在西域的統治宣告結束。