李廣利是中山國（今河北定縣）人，出身微賤，他的哥哥就是那位因善歌舞而極受漢武帝寵幸的宦者李延年，他的姐姐則是那位深受漢武帝寵愛的傾國傾城的美人李夫人。
因為這些緣故，李廣利也平步青雲，深受漢武帝的信任和重用，此次即派他率領大軍前去攻打大宛。
隻不過李廣利本為無一天軍旅生涯之人，一夜之間成為統率千軍萬馬的將軍，顯然是不能稱職的。
但是他前後四次共統率二十多萬大軍，曆時三年，以死傷數萬人的巨大代價，總算征服了大宛，取回了漢武帝夢寐以求的汗血寶馬。
李廣利作為一名將領，既無指揮大軍的才能，又無治軍經驗，看來確實是不稱職的。
但是，漢武帝注重的不是損失的多少，而是大宛確實被征服的事實，他還以“萬裏征伐，不錄其過”為理由，封李廣利為海西侯。
李廣利在朝中的地位日漸重要。
其後，天漢二年（前９９），李廣利又率三萬兵出酒泉，與匈奴右賢王大戰於天山，但卻大敗而歸；天漢四年（前９７），李廣利再率騎兵六萬、步兵七萬出擊匈奴，結果又無功而返。
且侯單於於太始元年（前９６）病死後，長子狐鹿姑單於繼位。
征和二年（前９１），匈奴再度開始大舉入侵漢邊，孤鹿姑單於親率部眾數次侵掠上穀、五原等地，殺害漢朝吏民甚多。
第二年春又侵入五原、酒泉，還殺害了漢朝的兩個都尉。
漢武帝被激怒了。
就在這種匈奴連續侵擾邊境的背景下，漢武帝命令貳師將軍李廣利率領大軍開始了他在位期間對匈奴的最後一次大規模的反擊戰爭。
盡管李廣利在戰場上敗多勝少，但是，經過大宛之戰及天漢二年、天漢四年對匈奴戰爭的洗禮，他畢竟也積累了一些指揮大軍作戰的經驗，而且也消滅了相當數量的匈奴軍隊，取得了一些戰績，因此，漢武帝愈發對他信任、重用。
再加上自從元封五年（前１０６）大將軍衛青病逝後，在武帝前期對匈奴戰爭中叱吒風雲的著名將領大都已作古了，漢武帝也別無其他名將可用。
因此，李廣利應運而興，成為漢武帝後期對匈奴作戰的一名重要將領。
征和三年（前９０），漢武帝令貳師將軍李廣利率七萬餘人出五原，禦史大夫商丘成率三萬人出西河，重合侯馬通率四萬騎兵出酒泉，大規模的對匈戰爭再度爆發了。
狐鹿姑單於得到漢廷重兵出擊的消息後，立即調兵遣將，嚴陣以待。
他將婦女兒童及牲畜財物全部遠徙到郅居水（今蒙古色楞格河）北邊，自己親率精銳部隊渡過姑且水（今蒙古杭愛山東段以南之河流）迎擊漢軍；又命令左賢王也將其部眾畜物遠徙隱蔽，準備伺機而出。
三路漢軍各自按著既定的作戰部署出擊。
商丘成率軍出塞後，向西北方向長驅直入，一直抵達涿邪徑（大致位於涿邪山與浚稽山之間），也沒有發現匈奴兵馬，於是便由原路撤軍。
此時，狐鹿姑單於派遣大將及漢廷降將李陵率三萬多騎兵追擊商丘成部，雙方在浚稽山一帶展開激戰。
漢軍將士邊戰邊向正東方向轉移。
九天後，匈奴見自己損失嚴重，無利可取，便停止了追擊。
商丘成雖然沒有取得大勝利，亦沒遭到太大的損失，順利撤回漢境。
馬通率部眾從酒泉向西北方向進擊。
到達天山時，狐鹿姑單於派大將偃渠率兩萬多騎兵準備偷襲漢軍。
但偃渠見漢軍兵強馬壯，沒敢與漢軍正麵交鋒便悄然而退。
馬通找不到匈奴兵馬，也無功而返。
李廣利率領的漢軍主力部隊出五原後，很快就到達了夫羊句山狹（約在今蒙古蘭紮達加德西北）一帶。
單於利用這裏的險要地勢，派遣右賢王大都尉與衛律率精壯騎兵在此設伏，想突襲擊漢軍。
李廣利偵得這個消息後，迅速命令善於騎射的屬國胡騎，也就是依附於漢廷的少數民族騎兵隊伍，共兩千多人出擊匈奴。
他們英勇善戰，很快大敗匈奴，匈奴偷襲不成，反自遭失敗，於是立即向北退卻。
李廣利率領漢軍乘勝追擊，一舉攻下範夫人城。
李廣利率軍出征以來，還沒有像這樣初戰大捷過，自然十分高興，便令士卒在範夫人城下休息，同時精心籌劃下個階段的作戰計劃，決心深入匈奴內部，建立奇功。
然而，李廣利不知道，就在此時，他的家族卻正在漢廷內遭臨著滅門之災。
原來，就在李廣利率軍出征匈奴不久，有人上告漢武帝說丞相劉屈曾和李廣利陰謀立李廣利之姐李夫人的兒子昌邑王劉為太子。
武帝聽後大怒，便將劉屈及其夫人下獄審問，李廣利一家老小也全部被捕入獄。
不久，劉屈被腰斬，其夫人梟首。
此事傳到前線，李廣利萬分恐懼，不知所措。
他想立即騎奔京師，設法解救一家老小，但部將胡亞夫勸住了他，並想讓李廣利趁機投降匈奴。
李廣利一心想營救家人，經過仔細思量，他既沒有回師京城，也沒有投降匈奴，而是抓住機會加緊進攻匈奴，打算立一奇功贖回家人之罪。
於是，他加速引兵北擊匈奴，在郅居水一帶又大敗匈奴。
但是，就在李廣利率軍即將奪取更大勝利時，意想不到的事情又發生了——他的部將發動了叛亂。
原來，李廣利部將將軍長史和決畦都尉輝渠侯等人得知李廣利親屬在京師下獄的消息後，認為李廣利隻想自己立功贖罪，不顧大軍的安危，匆忙率軍北上，深入匈奴，必然會導致軍事上的失利。
因此，他們便密謀挾持李廣利，將大軍撤回漢朝。
雖然李廣利及時地發現了他們的陰謀，並誅殺了長史等人，但經此變故，軍心動蕩，士氣銳減，毫無戰鬥力。
李廣利無回天之術，隻好率領大軍從郅居水南撤歸漢。
然而，狐鹿姑單於卻發現了漢軍發生叛亂並匆忙南撤，此時，他就親率五萬多騎兵渡過郅居水對漢軍窮追不舍並發動猛攻。
此時漢軍軍心盡散，無心戀戰，於是邊戰邊撤，遭受嚴重損失。
等到撤至速邪烏燕然山的時候，由於長期長途奔波戰鬥，漢軍兵馬損失更加嚴重，士卒更是疲憊不堪。
李廣利隻得命令部眾就地安營紮寨，進行休整。
但單於卻仍在繼續偷偷行動，入夜之後，他們從挖至漢軍陣前的塹壕裏突然向漢軍發動猛攻，漢軍猝不及防，軍中大亂，死傷無數。
李廣利見敗局已定，再加上家人下獄，兩頭都無路可走，隻好向匈奴俯首投降。
漢武帝聽說李廣利戰敗投降匈奴後，一氣之下就把他全家全部殺害，曾經顯赫一時的李家黯然而逝。
狐鹿姑單於戰敗了漢軍，對漢朝更加傲慢。
他對李廣利投降十分高興，對其萬分尊寵，連自己的女兒都嫁給了李廣利，使之位置更在衛律之上。
衛律忌恨李廣利的尊寵，便想方設法要除掉他。
就在李廣利投降匈奴的第二年（征和四年，前８９），單於的母親病了，衛律更趁此串通胡巫來謀害李廣利。
胡巫對單於說：“您母親的病是不容易好的。
過世的單於說李廣利原來三番五次地攻打我們，現在被俘了您為何還這樣尊寵他？
老單於十分生氣。
您為什麼不把李廣利殺了來祭祀祖先呢？”“我死了以後匈奴必然要滅亡！”誰知，當年秋天，匈奴氣候異常寒冷，疾病流行，莊稼不熟，牲畜凍死。
單於十分害怕，就急急忙忙為李廣利立了個祠，來祭祀他逝去的靈魂。
三、李陵降敵
就在天漢二年（前９９）貳師將軍李廣利率領三萬騎兵出酒泉抗擊匈奴時，為了保障漢軍後勤運輸的安全，漢武帝特令騎都尉李陵為李廣利監督護送輜重。
但是李陵卻不願意。
這其中當然自有原因。
然而這個偶然的事件卻從此改變了李陵的一生，並使他成為漢匈戰爭史上最有爭議的一位人物。
李陵和蘇武一樣，也出自名將之門。
他的爺爺就是威名遠揚的“飛將軍”李廣。
李陵少年即為英雄，步入仕途，不久即被選為建章監，成為宮廷近臣。
由於自小備受熏陶，李陵不僅擅長騎射，善於統兵布陣，而且待人誠懇，關心士卒，名聲極佳。
漢武帝認為李陵頗有李廣遺風，曾讓他統率八百騎兵，越過居延，深入匈奴兩千餘裏察看地形，回來後漢武帝即拜他為騎都尉，自率五千餘名勇士，還教酒泉、張掖兩郡的士卒學習騎射，以防備匈奴犯邊。
正因為李陵頗有李廣遺風，所以他鄙視庸俗無才權貴之人。
李廣利是漢武帝寵姬李夫人的弟弟，毫無才能，但靠著裙帶關係，帶兵攻打大宛，雖無大功卻被封為海西侯，極受寵信。
李陵作為名將後代，恥於為人後勤，不願意替李廣利這樣的人護送輜重。
所以，當漢武帝把他從邊郡召回時，他不願意。
當然，李陵並沒有向漢武帝直說自己的意圖，而是婉言稱自己所率的戍邊士卒都是“荊楚勇士”及“奇才劍客”，個個力能扼虎，射則百發百中，所以自願獨率一支部隊出擊匈奴，以分散匈奴的兵力，減輕李廣利大軍的壓力。
漢武帝察覺出了李陵看不起李廣利而不願為他殿後，心中十分不快，但卻更欣賞他的勇氣，便對李陵說：“你們做將軍的都不願意歸屬他人指揮，可我現在的騎兵都交給貳師將軍了，沒有騎兵可撥給你了。”李陵正值年壯氣盛，立刻回答說：“沒有騎兵也可以，隻要給我五千步兵，我就可以以少擊多，深入匈奴！”漢武帝被李陵的勇猛所感動，便答應了他的請求。