驃騎將軍霍去病，深入匈奴腹地，接連幾次的突襲，使匈奴單于遭受巨大損失。西方的渾邪王屢次被驃騎將軍打敗，損失了幾萬人匈奴單于非常生氣，想將渾邪王騙來殺掉。渾邪王知道匈奴單于要殺自己，很是害怕，便和休屠王想投降漢朝。
渾邪王先派人到邊境和漢軍聯絡，大行令李息正率兵在黃河岸邊筑城。見到了渾邪王的使者后，立即派人乘驛車向皇帝報告。皇帝聽說后，怕渾邪王用詐降的辦法偷襲邊境，就命今驃騎將軍領兵前去迎接渾邪王和休屠王。驃騎將軍渡過黃河后，與渾邪王的部隊遙遙相望。
渾邪王的副將們看到漢軍，又有人變卦不想投降了，調轉馬頭回身往回跑。霍去病快馬奔入敵營，見過了渾邪王，就率軍追趕那些要逃跑的匈奴騎兵，殺了八千想逃跑的士兵。讓渾邪王一個人乘著驛車，先到皇帝出巡的地方。驃騎將軍霍去病率領渾邪王的全部軍隊，渡過黃河，共有幾萬人。他們到達長安后，天子賜他們幾十萬財物，封渾邪侯為漯陰侯，食邑一萬戶。
漢武帝贊譽霍去病說：驃騎將軍霍去病率領軍隊攻打匈奴西部的渾邪王，渾邪王和他的軍隊都歸降了漢朝，驃騎將軍用軍糧接濟他們。并率軍誅殺妄圖逃亡的兇悍之徒，共八千人，降服了三十二位異國國王，幾乎沒有損兵折將，就使得十萬降軍全部歸來，將軍連續征戰，因而使河塞地區幾乎消除邊患，幸而得以永保平安。
增封驃騎將軍食邑一千七百戶。減少了隴西、北地、上郡一半的駐軍，以此減輕了全國百姓的徭役負擔。漢王朝把歸降的匈奴，分別安置到邊境五個郡的外圍，都在黃河以南，讓他們保留原有的習俗，作為王朝的屬國。
渠，誅殺了比車耆，轉而又攻打左翼大將，繳獲軍旗和戰鼓。翻過離侯山，渡過弓閭河，捕獲了屯頭王、韓王等三人，以及將軍、相國、當戶、都尉等共八十三人。并在狼居胥山祭祀天，在姑衍山祭地，并且登上高山俯視大漠。共俘獲斬殺匈奴七萬零四百四十三人，漢軍僅損失十分之三。他們從敵人那里奪得糧食，雖然行軍到很遠的地方，卻沒有斷絕軍糧。又加封霍去病食邑五千八百戶。
這一戰驃騎將軍獲得了巨大成功，他的部下又有多人被封侯。校尉李敢是李廣的兒子，因這次戰役立有軍功，被封為關內侯，賜食邑二百戶。就連軍中小吏，士卒也有被賜賞的。
大將軍衛青，在這次戰爭中，雖然也取了勝利，但和霍去病比起來，那可差遠了。大將軍沒有得到加封，大將軍的部下，也沒有受到封賞。