郅支單於自知有負於漢朝，害怕漢朝出兵報複，就向西跑到康居（今新疆北境至中亞）。康居王尊敬郅支，將女兒給他做妻子。郅支便借兵多次襲擊鄰國烏孫，殺掠人口，搶奪牲畜財物。烏孫不敢還擊，而是遠遠地逃避，於是郅支擁有千裏之遠的勢力範圍，自以為大國之主，很不尊重康居王，竟在一怒之下殺死了康居王的女兒、貴人等數百人，還把一些屍體肢解後扔進都賴水中。同時他又派出使者到闔蘇、大宛等國，脅迫它們年年給他進貢，那些小國不敢不給。漢朝也曾三次派出使者到康居，索要使者穀吉等人的屍體，郅支非但不給，而且侮辱漢使，以嘲諷的口吻說：“居困厄，願歸計強漢，遣子入侍。”漢使聽出他的言外之意，還有取代漢皇帝的野心，真是狂妄至極。
公元前36年，漢朝西域都護騎副都尉陳湯深憂郅支單於勢力危及西漢對西域的控製，說服了都尉甘延壽，矯詔發西域城郭諸國兵及漢屯田吏卒四萬餘人，分六校（即六隊）擊郅支單於。三校從南道越蔥嶺（今帕米爾高原和喀喇昆侖山總稱），經大宛至康居；另三校由陳湯和甘延壽率領經北道入赤穀，過烏孫，進入康居界，至闐池（今吉爾吉斯斯坦伊塞克湖）西。時康居王抱闐率數千騎襲掠烏孫赤穀東，殺千餘人，搶牲畜甚多。陳湯令西域諸國兵擊之，殺四百六十多人，解救被俘民眾四百七十多人，並獲牛、馬、羊作為軍食。
入康居界後，令士卒不得搶掠，至郅支城（郅支單於在康居所築城池）60裏止營。捕得康居貴人，了解城內情況。次日距城三十多裏止營。第三日，距城3裏布陣。郅支單於以數百人披甲守城，向漢軍呐喊。百餘騎兵在城外往來，步兵百餘夾城門列陣。漢軍以弓、弩射郅支城下騎、步兵，其騎、步兵皆入城內。漢軍又以持盾者在前，持長兵器和弓、弩者在後，向城下進攻，仰射城上守軍，並燒毀土城外木城。當夜，匈奴騎兵數百欲出城反擊，被漢軍射殺。郅支單於亦被漢軍射傷，諸閼氏也多被射死。
半夜，漢軍攻入土城。時康居兵萬餘騎環城十餘處援救郅支單於，但懼怕漢軍，不敢戰。天明，康居兵退卻。漢軍攻入城中，四麵縱火。郅支單於受重傷而死。西匈奴崩潰，並不知所終，漠北又成為一個匈奴的狀態。
郅支被殺之後，呼韓邪單於既為消滅政敵而高興，又畏懼漢朝的威力。公元前33年農曆正月，呼韓邪單於第三次入長安朝漢，並表示願娶漢女為閼氏。漢元帝也願意用婚姻的形式鞏固漢、匈之間的友好關係，就以宮女王嬙配他為妻。
至此，漢朝最後消滅了虎視西域的敵對勢力。在以後近40年歲月裏，西域基本維持著和平狀態，漢匈戰爭也畫上了休止符，中西交通也暢通無阻。陳湯為官雖有不少劣跡，但他矯詔興兵、平滅郅支的功績還是應當肯定的。
尊崇儒學，以經義為本
漢元帝受過良好的經學教育，有著深厚的經學功底，尤精於《詩》。元帝尊師重儒，在其大力提倡之下，整個社會儒風蔚然，《詩經》學亦因元帝之力，成為治國主導思想。剛繼位時，劉奭便放棄了曆代的傳統，重視經學，獨尊儒術，尊師崇儒。漢武帝提出的“罷黜百家，獨尊儒術”方針，終於在漢元帝身上得到貫徹實施。自然，他的師傅和儒生就成為朝廷中重臣的多數派。元帝好儒，選官用人以經明行修為基本準則，因此儒生布滿朝廷上下，元帝對經學的貢獻就在於通過習經重儒、治國以儒，使儒學徹底取代了“霸王”之道。
尊崇儒學，以儒家標準選官用人
元帝即位當年，即采取尊奉孔子的措施。孔子第13世孫孔霸“上書求奉孔子祭祀”，元帝即下詔，“其令師褒成君關內侯霸以所食邑八百戶祀孔子焉。”這是以皇帝名義奉祀孔子的重大舉措，孔霸被封為關內侯，賜食邑800戶，號褒成君，給事中，加賜黃金200斤，府第一所。孔霸去世，元帝兩次穿素服去吊祭，贈予列侯禮安葬，諡號“烈君”。公元前47年，漢元帝劉奭起用師傅肖望之，賜爵關內侯，食邑800戶。夏侯勝卒後，“賜塚塋，葬平陵。太後賜錢二萬萬，為勝素服五日，以報師傅之恩，儒者以為榮”。尊崇帝師的社會效應必然導致人心向儒，這自然大大提高了儒家的社會地位。
宣帝臨終之前，曾托付三名大臣輔佐朝政。一位是外戚史高，另兩位是劉奭的師傅肖望之和周堪。肖、周二人本為劉奭的師傅，又受先帝遺詔輔政，所以劉奭即位之初，接連數次宴見肖、周，研究國事，討論朝政，充分體現出對師傅的尊重和信任。
劉奭還大力任用儒生。博學多才的大儒生劉向和忠正耿直的金敞，劉奭均委以重任，並特令其隨便出入禁宮、參與機密之權。劉奭即位不久，聽說琅琊（今山東諸城）人王吉和貢禹是關東明經解行的儒學大師，就特派使者召來京師為官，王吉病死在赴京途中，貢禹入京拜為諫大夫，隨後又升為禦史大夫，位列三公。
為了發揚儒學，重用儒生，劉奭曾一度指令京師太學的博士弟子取消定員限製，凡能通一經的民間儒生均免除兵役、徭役。後因用度不足，博士弟子定員千人，即使這樣也比宣帝末年的名額增長了五倍。對這些博士弟子，每年按甲、乙、丙三科考試，考試合格者，即可授以相應的官職。因此，當時社會上流傳著這樣的話：“遺子黃金滿籯，不如一經。”儒學宗師夏侯勝也常常教導他的弟子說：“士病不明經術，經術苟明，其取青紫（指高官）如俯拾地芥耳。”可見讀儒經做官，已成為當時士人入仕的主要途徑。