這一次，漢朝不但得到匈奴渾邪、休屠部落十萬人的歸附，更將整個河西走廊納入帝國領內，一舉割斷了匈奴與青藏高原上遊牧部落的聯係，同時大大減輕了長安西麵的邊防壓力，漢帝國從此取得了漢匈戰爭的主動權，中原百姓也得以鬆了一口氣。
元狩四年的漠北之戰，是霍去病軍事生涯的巔峰之作，也是他的收官之戰。
當時，飽受打擊的匈奴汗國的自信心已經嚴重挫傷，單於長年龜縮在大漠背後，漢朝遠征軍越過大漠，到匈奴腹地給遊牧人以雷霆一擊。
在事先的戰爭部署中，皇帝劉徹自然把挑戰大單於的無上榮譽留給了霍去病，然而老天並不買帳，由於情報錯誤，大將軍衛青在沙塵暴中遭遇匈奴單於，而集漢軍精銳於帳下的霍去病遭遇的是左賢王軍團。
擅長閃電戰的霍去病率部奔襲兩千多裏，一路追殺，直到匈奴狼居胥山，在這座山上，霍去病欣然下馬，停止追擊，安營紮寨，饒有興致地搞了一個祭天地的儀式，即所謂封狼居胥。然後，上馬繼續追擊，一直打到今俄羅斯貝加爾湖一帶，方才盡興，班師回朝。
這一仗，與匈奴單於交手的大將軍衛青經有關部門考核下來，功勞不大，所以“不得益封”，光榮依然屬於冠軍侯，霍去病的許多部下得到重賞，其中校尉李敢（飛將軍李廣的兒子）因為表現突出，在戰場上勇奪敵人軍旗，封為關內侯。
但霍去病的赫赫戰功，並非英雄氣概四個字可以簡單的概括，一方麵，他絕非有勇無謀，雖然少讀兵書，但他打仗並不完全成一時之勇，孤軍深入、冒險的背後是深思熟慮地迂回包抄，集中優勢兵力破敵於一點。
另一方麵，作者也發現，霍去病所帶的部隊，確實是漢軍的“軍中之軍”、精銳之師。這一點，史書有充分的交代。如《漢書》記載：“諸宿將所將士馬兵亦不如去病。”又說：“上令大將軍青、票騎將軍去病各五萬騎，步兵轉者踵軍數十萬，而敢力戰深入之士皆屬去病。”也就是說，漢軍中最好的騎兵都在霍去病軍團。
這麼說，無意貶低霍去病，因為精兵還需良將，換了別的將領指揮這支部隊，未必能取得霍去病的成績。但這足以說明皇帝對小霍的刻意栽培。
然而，漢武帝何以如此刻意栽培小霍？第一條，當然是因為小霍的確是個軍事天才。第二條，答案卻在衛青身上。
曾經有一個人勸說衛青，說大將軍為什麼不象古代春申君信陵君那樣廣納天下賢士。衛青回答說，招賢納士，這是天子的事，我做臣子的，隻要奉法遵職就夠了。衛青為什麼這麼說，所謂功高蓋主，顯然他已經感覺了皇帝的猜忌。
為了挽回劉徹的信任，衛青努力過。某一次戰役後，衛青得到賞金3000，當時後宮衛皇後已經失寵（這也是衛青被猜忌壓製的原因之一），王夫人得寵，衛青采納門客建議，特地包了一個500金的大紅包給王夫人的老媽，祝她老人家身體健康！
衛青的這一番心意，真可謂用心良苦，皇帝劉徹得知之後，也表示讚賞。但這似乎仍然沒有減輕皇帝的猜疑，皇帝開始重用霍去病，打壓衛青。皇帝的這個意圖，連衛青府裏的門客們都看出來了，於是紛紛棄暗投明。
衛青何等聰明，因此完全采取謙遜避讓的態度。對於衛青來說，或許這並非壞事。因為霍去病畢竟是自己的外甥，也是衛氏的一份子。
因此，雖然霍去病搶了衛青的風頭，但衛皇後還是安全的，她所生的太子劉據也是安全的。一旦衛青和霍去病去世，失去羽翼的衛氏就危險了。這一點，為後來的曆史所證實。
所謂天忌英才，霍去病真的太短命了，他去世的時候，年僅24歲。帝國朝廷為他舉行了隆重的葬禮，身披盔甲的帝國軍人寞寞無聲地將一代名將的靈柩護送到茂陵，茂陵外形如祁連山狀，墓前還有10多件大型紀念其戰功的圓雕石刻。
霍去病似乎小時候身體不好，因此有了“去病”這個名字，大概是希望他健康成長，遠離病魔吧！但是長大成人後，雖然霍去病身體很強壯，但是病魔並並不因此遠離，可能是傳染病或根本是母親遺傳，（他的母親衛少兒似乎死得也很早）導致霍去病英年早逝。
另外有一種觀點，認為霍去病是匈奴生物戰的受害者。在武帝時代漢匈戰爭之後期，由於漢軍攻勢猛烈，“匈奴聞漢軍來，使巫埋羊牛，於漢軍所出諸道及水源上，以阻（詛）漢軍。”也就是說，匈奴將患上傳染病死亡的牛羊屍體拋入水源，漢軍口渴，飲了此水，病從口入，疾疫由此在軍中傳開。