這是一次軍事大冒險。
西征軍從北地（甘肅省寧縣）出發，兵分兩路，一路由霍去病統率，沿著沙漠南緣進軍；另一路由公孫敖統率，沿沙漠北緣進軍。兩路大軍各數萬人，目標是在兩千裏外的居延會師。為什麼選擇在居延會師呢？那裏有一片湖泊，叫居延海，又稱為居延澤，有一條弱水注入，可以補充數萬大軍所需之淡水。
霍去病揮師西渡黃河，折向沙漠南緣，渡過狐奴水，沿弱水北上，直奔居延海，等待與公孫敖會師。然而，公孫敖並沒有出現，他在茫茫荒漠中迷了路，沒有抵達會師地點。
公孫敖誤期失約，霍去病失去一支重要的力量。怎麼辦？是撤退，還是繼續前進？
即便是孤軍，也要繼續深入！
橫穿兩千裏沙漠後，霍去病突然出現在敵人後方。這是小月氏的地盤，月氏曾與東胡、匈奴並列為北方三大勢力，冒頓單於崛起時，東滅東胡，西破月氏。月氏被迫舉國大遷移，遷往中亞，但仍有一小部分月氏人留下來，臣服於匈奴，稱為小月氏。
小月氏大大小小部落有數十個，其中單桓王與酋塗王比較識相，舉部向霍去病投降。稽且王負隅頑抗，被鷹擊司馬趙破奴擊破生擒，全軍覆沒。漢軍校尉高不識率軍征服呼於耆部落，呼於耆王落荒而逃。霍去病橫掃小月氏，一直追擊到祁連山腳下。小月氏之戰，使匈奴河西諸部的力量遭到前所未有的重創，被斬殺與俘虜的人數多達三萬零二百。小王被俘獲五名，小王的母親、妻妾、王子被俘虜五十九人；各部落的相國、將軍、當戶、都尉等高級官員被俘六十三人。
在孤軍深入、外無援兵的情況下，霍去病仍取得了令人震驚的戰績。此役斬獲敵人數量之多，為曆次戰役之冠。不過，由於沒能與公孫敖會師，霍去病的兵力不足，加上一番惡戰，傷亡頗大，不能繼續作戰。霍去病遂率部沿河西走廊返回，第二次河西之戰結束。
兩次河西戰役，匈奴諸部落損失四萬人。
伊稚斜單於大發雷霆，征召渾邪王與休屠王前往單於王庭問責。渾邪王與休屠王自知凶多吉少，兩人商量一下，與其去王庭送死，不如舉部投降大漢帝國。渾邪王的使者秘密抵達長安，向漢武帝遞交請降書。漢武帝對渾邪王、休屠王的投降將信將疑，慎重起見，他做了兩手準備：既歡迎渾邪王與休屠王歸降，同時嚴陣以待，以防止胡人詐降的詭計。
受降的重任，又交給年輕的冠軍侯霍去病。
霍去病統率大軍，渡過黃河，前往接受渾邪王與休屠王的投降。除渾邪王與休屠王外，歸降的頭目還包括三十一位小王，部眾總計五萬人。行近邊境時，休屠王突然反悔，打算率自己的部眾返回河西走廊。渾邪王大吃一驚，休屠王手握重兵，一旦內部起訌，後果不堪設想。他牙關一咬，痛下殺手，計殺休屠王，逮捕其妻兒，吞並其部眾。
然而，反悔的不止休屠王一人。
臨近黃河岸邊，渾邪王已經遠遠望見霍去病陣容齊整的受降兵團，就在這時，匈奴一些裨王與將領開始動搖，不願遠離故土，軍隊突然嘩變，近一萬人突然掉轉馬頭，奪路而逃。渾邪王試圖攔截，但無能為力。在受降的前一刻，局勢突然惡化，變得不可收拾。
霍去病必須要當機立斷，稍有遲疑局麵將無法控製。
在此千鈞一發之際，霍去病孤身一人，騎上一匹快馬，獨自奔向匈奴軍營。這一幕簡直把所有人嚇呆了，要知道嘩變還在繼續，隻要有幾個亡命之徒，就可以結果霍去病的性命。霍去病不是在受降，而是在玩命！他以奮不顧身的勇氣、超乎尋常的英雄壯舉，鎮服所有匈奴人，兵營內的喧嘩與騷動漸漸平息。他置生死於度外的精神，真誠地傳達朝廷的立場，給舉棋不定的匈奴人服下一粒定心丸。
對於真心歸附者，霍去病張開雙臂歡迎；對於嘩變逃亡者，則一概殺無赦。他派遣一萬名強弩騎兵，追擊嘩變者，一路窮追猛打，射殺八千多人，自己無一傷亡。
憑借機智與勇敢，霍去病以雷厲風行的強腕，終於完成受降的使命，居功至偉。
戰略要地河西走廊終於落入大漢帝國之手，通往西域的交通要道終於打通。大漢帝國在河西走廊設酒泉、武威、張掖、敦煌四郡，領土向西擴展九百公裏，取得大約十五萬平方公裏的土地。這是中國開疆史上最偉大的成就之一。
從公元前133年的馬邑之謀到公元前121年的河西之戰，十二年的戰爭徹底扭轉了漢匈兩方攻防格局。漢武帝憑借幾代帝王留下的政治、經濟資本，在衛青與霍去病兩名天才將領的指揮下，奪取河南、河西兩塊軍事要地，將匈奴的勢力驅出漠南。反觀匈奴一方，雖然不斷發動報複性的戰爭，但缺乏明確的戰略方針，隻是破壞性的襲擾，未能從根本上改變被動的局麵。
為了徹底擊垮匈奴，漢武帝在公元前119年發動旨在殲滅匈奴主力的漠北戰役。這是漢匈戰爭史上規模空前的大決戰。
這場決戰也是衛青與霍去病軍旅生涯的巔峰之戰。漢軍投入遠征的兵力達三十萬，分東、西兩線同時展開。東線由霍去病指揮，西線由衛青指揮，兵力各十五萬，其中五萬是騎兵，配備最優良的粟馬（普通馬喂草，粟馬吃粟米，特別強壯），另有步兵及後勤運輸隊五十萬人。除了帝國政府準備的十萬匹粟馬之外，不少將士們還帶上私人戰馬，總有四萬匹。
衛青兵團下轄五位將軍：前將軍李廣、左將軍公孫賀、右將軍趙食其、後將軍曹襄、中將軍公孫敖。霍去病兵團中沒有將軍，隻有校尉級的軍官，包括路博德、趙破奴、衛山、李敢等。很明顯，霍去病年輕氣盛，不願意受到老將們的掣肘。為了適應在環境惡劣的大漠中作戰，霍去病大膽吸納匈奴降將與降兵，他們具有豐富的荒漠作戰經驗，特別是在識路、尋找水源等方麵，將起到很大的作用。