晚上，汉军来到，包围了右贤王；右贤王大惊，连夜逃跑，独自同他的一个爱妾和几百个精壮的骑兵，急驰突围，向北而去。轻骑校尉郭成等追赶了几百里，没有追上。汉军俘虏右贤王的小王十余人，男女万余人，牲畜达千百万头。
唐朝诗人王昌龄一首《出塞》表达了对卫青这个伟大的民族英雄的尊敬。
秦时明月汉时关，万里长征人未还。
但使龙城飞将在，不教胡马度阴山。
元朔五年，汉武帝刘彻一直是汉承秦制，汉初一直推行秦历——颛顼历，以10月为岁首，汉武帝接到战报，到军中拜卫青为大将军，加封食邑8700户，所有将领归他指挥。卫青的三个儿子被汉武帝封为列侯。长子卫伉为宜春侯，次子卫不疑为阴安侯，幼子卫登为发干侯，均食邑1300户。
汉武帝随后又封赏了随从卫青作战的公孙敖、韩说、公孙贺、李蔡、李朔、赵不虞、公孙戎奴、李沮、李息、豆如意等人。
元朔六年，春、夏，卫青为大将军两次领十万骑兵出击匈奴。歼灭匈奴军过万。二月，以公孙敖为中将军，公孙贺为左将军，赵信为前将军，苏建为右将军，李广为后将军，李沮为强弩将军，分领六路大军，统归大将军卫青指挥，浩浩荡荡，从定襄出发，北进数百里。战后全军返回定襄休整，一个月后再次出塞，斩获匈奴军一万多人。
张骞随从大将军出征，获封张骞为博望侯。
卫青的外甥霍去病和无垢二人独自领八百骑出击，正当卫青打退匈奴主力，让人寻找霍去病时候，霍去病和无垢二人一身是血的回来了，带来抓住的匈奴贵族等2000余人，其中包括相国、当户等高级官员，同时也斩杀了单于的祖父辈籍若侯产，并且俘虏了单于的叔父罗姑比，功冠全军，灭敌人一万九千余人，以一千六百户受封冠军侯。
赵信投降匈奴。
元狩二年（前121年），汉武帝任命19岁的霍去病为骠骑将军，无垢为征北女将军，于春、夏两次率兵出击占据河西地区浑邪王、休屠王部。在春季攻势中，霍去病率一万骠骑出陇西，转战河西五国，与单于的儿子交战。再越过焉支山，6天中急行军一千多里。
在皋兰山下（今兰州南部）重创匈奴，歼敌近九千人，俘获匈奴祭天金人，因功加封食邑二千户。在夏季攻势中，霍去病与公孙敖率领数万骑兵分路进军。公孙敖迷路迟到，未能与霍去病会和。
霍去病果断决定孤军深入，歼敌3万余人。俘虏匈奴五王，五王母，单于阏氏、王子五十九人，相国、将军、当户、都尉六十三人，让匈奴的实力受到一次极大的打击，又加封食邑五千户?。
同年秋，霍去病奉命迎接率众降汉的匈奴浑邪王。在部分降众变乱的紧急关头，霍去病率部驰入匈奴军中，斩杀变乱者。浑邪王得以率四万余众归汉。
从此，汉朝控制了河西地区，为打通了西域道路奠定基础。
匈奴为此悲歌：“失我祁连山，使我六畜不蕃息；失我焉支山，使我嫁妇无颜色。
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”
此役后，西北边境几乎没有匈奴进犯。于是减少了陇西、北地、上郡戍守之兵的一半，以此使全国百姓的徭役负担得到宽缓。
此战匈奴开始失去了对西域的控制。
元狩三年，秋，此时的皇宫汉武帝十分高兴的犒赏众将，汉武帝刘彻一一向众人进酒，走到霍去病面前笑道：“朕的冠军侯，朕，嫁个公主给你可好啊！”
“不……不……”霍去病连忙起身，看着无垢半天，不由说道：“匈奴未灭，何以家为！”
“好，好志气！”众人大叫道。
“这才是我大汉的冠军侯！”罢黜百家，独尊儒术的汉武帝刘彻走回了自己的座位。
霍去病在说完这句话以后就开始后悔，不由心虚的看着无垢，而这一切被卫子夫看在眼里，笑着对汉武帝刘彻小声的说了些什么。
“阿病！你要是在打了胜战，朕可以满足你任何一个要求！”汉武帝刘彻笑道。
“真正，陛下？”霍去病激动站了起来。
“一言九鼎，姑父怎么会骗你！”汉武帝刘彻意味深长的看着霍去病和无垢，无垢感受道汉武帝刘彻目光不由一愣。
“陛下，你莫非？”卫青起身问道。
“不错，明年，朕要举全国之力，让匈奴彻底消失！”汉武帝刘彻说道。
元狩四年春，汉武帝以十四万匹战马及五十万步卒作为后勤补给兵团，授与卫青与霍去病各率领五万骑兵，步兵和运输物资的军队十万余，兵分两路，跨漠长征出击匈奴。
汉军原计划由霍去病先选精兵攻击单于主力，卫青打击左贤王。
后从俘获的匈奴兵口中得知伊稚斜单于在东方，两军对调出塞线路，霍去病东出代郡，卫青西出定襄。