老冤家了！
但鬱成雖小，易守難攻，頓兵堅城之下，日久生變。
漢軍指揮部很快拿出一個大膽的作戰方案，那就是跳過鬱成，直接攻擊大宛首都。這種戰術，現代有個專業名詞，叫做跳蛙戰術。二戰期間，日本鬼子盤踞在浩瀚的太平洋上，星羅棋布大小數百個島嶼，美軍如果依照傳統戰術，層層推進、逐一攻占，時間、人員消耗都會相當慘重。因此美軍審時度勢，製訂“跳蛙戰術”， 避開無關緊要的小島，有選擇地攻占對美軍推進有重要意義的島嶼。對於其它島嶼上的日軍， “讓葡萄在枝條上自行枯萎”（麥克阿瑟語）。結果，當美軍已經跳到了日本本土的時候，上百萬日本鬼子還困守在太平洋島嶼上，結局隻能是自行了斷或投降。
漢軍的思路也是如此，留下少數兵力牽製鬱成，主力部隊疾速向大宛核心地區挺進，將大宛都城貴山城（中亞錫爾河上遊支流上的卡散），團團包圍！大漢特種部隊水利工程營立即在貴山城下實施作業，破壞水源，改變河道。數十日之內，貴山城已經陷入外無援兵，內缺飲水，即將渴死的悲慘境地。
危機時刻，大宛國內部終於發生裂變。皇親國戚們對惹怒強漢的國王開始不滿。“漢朝入侵，都是因為我王藏匿汗血馬，又殺害使者。為了幾匹馬，招惹滔天大禍，禍國殃民。”
不滿積聚到末了，成為謀殺國王的密謀。“如今之計，唯有交出汗血馬，但是國王一定不肯，那就殺死國王，把他的人頭交給漢朝！如果漢朝得到人頭和寶馬，依然不肯寬恕，我們再以死抵抗，也不算晚！”
密謀很快成為行動，當大宛最著名的勇士煎靡也在戰場中失手被俘時，大宛及時地送出了國王的人頭。雙方停戰，開始談判。大宛的議和條件是：獻出所有大宛馬，任由漢軍挑選。為表示歉意，大宛願意承擔漢軍的軍費若幹。
“如果不能達成協議，大宛隻好殺死汗血馬，鬥個魚死網破。”大宛使臣說，“我們的盟國康居的援軍聽說快到了，到時候漢軍兩線作戰，可就不好了！”
李廣利哈哈大笑，康居聽說漢朝西征，嚇都嚇死了，哪裏還會來救你們！不過我們天朝大國，也不會得理不饒人，既然你們這麼有誠意，就這麼辦了！
最後漢軍挑選了數十匹一等好馬、三千匹二等好馬和母馬，並指定一名親漢人士做大宛國王，這才凱旋歸國。
不過這裏還有一個小插曲，當初殺害漢朝使節的直接責任人——鬱成王還在逍遙法外。李廣利委派一名糧官上官桀，去逮捕鬱成王。鬱成王偷渡到康居，希望盟國能夠保護自己的性命。
上官桀追捕鬱成王，尾隨到康居，要求康居警方配合。康居人很聰明，立刻逮捕鬱成王，送給上官桀：“能為大漢效勞，乃是我等的福分。”
這一仗，打得比較順利。
李廣利回國之後，當然是論功行賞。但是此人在兩次西征中的表現，卻遭到朝野唾棄。特別是在第二次戰爭中，沒有艱苦的戰鬥，糧食也很充足，數萬戰士卻隻剩下一萬多人。可見李廣利對士兵並不體恤，管理也極為鬆懈。
念在李廣利妹妹李夫人的麵子上，漢武帝以“萬裏征伐，不錄其過”為理由，沒有追究李廣利的罪責。最終李廣利受封海西侯，因追捕鬱成王的功勳，上官桀也被提拔為少府（部長級高官，分管宮廷財務），踏上政治舞台。
至於普通士兵，據說也得到了總計價值相當四萬金的賞賜，按人頭分下來，也足夠回家買塊地娶個媳婦的了。
汗血馬戰爭至此結束，曆來儒家對這一次戰爭，否定的居多，認為這是不義的戰爭。後人往往指責“是一場不名譽的戰爭”，為了幾十匹馬而發動戰爭，傷亡士卒。而且汗血馬到了中國之後，很快湮沒無聞。
從曆史事實看來，以上指責，有其道理，但並不全麵，從政治的角度來說，更顯得迂腐。漢武帝發動這一場戰爭，有他明確的目的。
其一：引進汗血馬，改良中國戰馬血統。
其二：大宛殺害漢朝的外交使節，是對漢朝的嚴重挑戰。懲辦犯下罪行的大宛國，有利於漢朝在西域開辟安全的絲綢之路。
其三：原本西域國家隻知道中國富饒，甚至有小國以為漢朝錢多人傻，對漢朝的武力強盛，並沒有概念。而在弱肉強食的年代，武力是第一位的。隻有強者，才能獲得尊重。通過敲打大宛，震動西域諸國，顯示漢朝武力強大，從此以後，西域國家對中原的服從，漸漸養成習慣，漢朝的權威，從遙遠的東亞，延伸到中亞內陸。
戰後，漢朝在西域設立了兩個軍事屯墾基地，一個是今新疆輪台一帶，一個在今新疆庫爾勒一帶。陸放翁詩雲：“僵臥孤村不自哀，尚思為國戍輪台。夜闌臥聽風吹雨，鐵馬冰河入夢來。”說的就是這個輪台。從敦煌到鹽澤（羅布泊）的驛站，也在此時建立起來，漢朝的使節、商人，由此可以暢通無阻地西行。