漢軍像潮水般地衝入敵陣，雙方展開了殘酷的廝殺，漢軍的步兵也持矛衝入敵陣。
從晌午直殺到黃昏，兩軍殺得天昏地暗，霍去病已是渾身血跡，仍在拚殺。左賢王吃不住勁，率小股親信逃跑。
陣中漢軍大喊：“左賢王跑了！左賢王跑了！”匈奴軍心渙散，紛紛跪下請降，漢軍步兵收押俘虜，霍去病率騎兵追擊匈奴。
伊稚斜率殘兵敗將退至趙信城，趙信出城迎接。伊稚斜來到王府，坐在王府廳堂。
伊稚斜一臉的疲倦，問道：“趙信，左賢王那邊怎麼樣了？”
趙信答：“奴才今日早間得到消息，左賢王敗得更慘，十萬部隊被霍去病連殺帶俘，還有打散的，隻剩下了三萬不到！正向狼居胥山方向敗退。”
伊稚斜長歎道：“自我爺爺冒頓單於以來，匈奴未曾遭遇如此大敗！我有何顏麵活在世上！”伊稚斜拔出劍來，就要自刎。
趙信抱住伊稚斜的手臂，叫道：“大單於，使不得！勝敗乃兵家常事，你活著，匈奴還有複興的一日，你若是死了，匈奴就真的一敗塗地了！”
伊稚斜將劍扔在地上，歎道：“唉，真是欲死不能啊！趙信，你說，現在我們該怎麼辦？”
趙信道：“此處遠離邊境數千裏，衛青是不敢深入這裏的，大單於隻管先住下，收攏敗散部隊，以圖再舉。”
就在此時，軍士入報：“大單於，衛青的前鋒已經抵達城下！”
趙信跳了起來，道：“什麼？衛青真的跟來了？”
伊稚斜咬牙道：“這個衛青，真是個催命鬼！罷罷罷，排隊出戰，我今日同他拚了！”
趙信忙攔阻，道：“大單於，使不得！現在我軍不到一萬人，而且士氣低落，衛青率得勝之師追來，我軍豈是對手？同他交戰，隻會全軍覆沒！留得青山在，不愁沒柴燒，我們不同他爭一日之短長，大單於，還是撤退吧！”
伊稚斜長歎一聲道：“那就聽你的吧！”
趙信對身邊軍士道：“傳令，立即向西北撤退！”匈奴軍隊從北門撤出，向西北方向逃去。
衛青的部隊從南門入城，衛青住進王府。
公孫敖前來報告：“大將軍，探馬來報，伊稚斜馬不停蹄，向西北方向逃竄，還追不追？”
衛青道：“窮寇勿追。我軍已深入幕北兩千餘裏，回軍的糧草夠不夠？”
公孫敖道：“這裏是匈奴的糧倉，趙信在這裏屯了數百萬斤糧食。”
衛青笑道：“這個趙信，雖然投降了匈奴，對咱們還是蠻有情義的嘛！要是沒有他，咱們靠什麼吃飯呢？傳令，我軍在此休整三日，將能帶的糧食都帶走，不能帶的一律燒毀！”
公孫敖應：“是！”
三日後，衛青班師。部隊井然有序地撤出，趙信城上空黑煙蔽日。
匈奴左賢王敗退到狼居胥山一帶，士兵們已疲憊不堪。營帳內外傷兵一片，許多人在哭泣。左賢王巡視部隊，一邊走一邊搖頭。
探馬來報：“啟稟大王，霍去病的部隊追來了。”
左賢王道：“這個霍去病，真是個活閻王，非要我的老命不可！命令部隊，重傷員立即向北轉移，凡是能動的，跟我進狼居胥山列陣，準備迎戰！”
匈奴軍隊進入狼居胥山，士兵們躲在石頭後麵，靜待漢軍。
霍去病率騎兵到達。前哨在山下發現一塊巨石，上刻“狼居胥”三字，三字的左邊，“昆”、“臧”兩字尚依稀可辨。這兒正是七十年前臧兒與昆邪青年時代約會的地方。
一偏將向霍去病稟報：“將軍，匈奴軍在狼居胥山列陣。”
霍去病下令：“下馬！”部隊下馬。將士們疲憊不堪，不少人坐在地上。
霍去病問：“後繼部隊趕到沒有？”
偏將回答：“再有半個時辰就可趕到。”
霍去病道：“那就休息半個時辰。”休息的命令一下，士兵們躺倒一片。
匈奴士兵向左賢王報告：“漢軍在陣前躺倒。”
左賢王急忙來到前沿，舉目望去，果見漢軍躺在草地上。
偏將小心地問：“要不咱們出擊一下？”
左賢王厲聲道：“糊塗！霍去病追我們數千裏，難道是躺在那裏等著我們殺嗎？他是想誘使我們離開險要陣地，好殲滅我們，不要上當！”
後繼部隊趕到，食品和皮水囊送至每一個戰士手中，戰士們狼吞虎咽。
又過了半個時辰，霍去病大聲地問：“弟兄們，吃飽了沒有？”
士兵齊聲喊：“吃飽了！”
霍去病高聲喊：“好！左賢王就在你們的眼前，誰捉住左賢王回去就封侯，想不想當侯爺呀？”
眾喊：“想！”
“好！那就跟著我衝！”霍去病揮劍喊道：“衝啊！”士兵像狂風一樣，徒步衝向匈奴陣地。雙方在山嶺展開白刃戰。
漢軍越戰越勇，匈奴士兵大批大批投降，漢軍包圍住了左賢王。
左賢王無路可逃，長歎一聲，揮劍自殺。
漢軍擁上，一戰士割去左賢王的首級，眾士兵搶首級。
霍去病率將士爬上狼居胥山頂，他撐劍在地，向四周望去，但見北麵是綿綿群山，南麵是莽莽草原，一條小河從西向東蜿蜒流過。
似乎從曆史的深處隱隱傳來一陣歌聲：
浩浩瀚海，巍巍雪山，
千裏牧場，萬裏草原，
白雲朵朵，野花豔豔，
野草青青，羊群點點，
清風陣陣，春日暖暖，
炊煙嫋嫋，氈廬片片，
願使征夫兮解甲歸田，
願得玉帛兮舍此鐵劍！
霍去病身後是一塊巨石，士兵們用鐵錘、鐵鑿在巨石上刻字。
風吹著霍去病的軍旗獵獵地飄。
巨石上的字已刻好。原來是十四個大字：“漢驃騎將軍霍去病大勝匈奴於此”。
自漠北之戰後，匈奴遠遁，漠南無王庭，漢與匈奴的戰爭雖然依然綿延到了東漢，但已無較大的戰役，邊境一度出現了牛羊遍野，夜不閉戶的和平景象。