公元前127年，匈奴集结大力量再次攻击汉朝，这也是西汉对匈奴的第一次大战役。双方都投入了大量的兵力，准备这一场最大最激烈的交锋，武帝派卫青率四万大军进攻匈奴一直盘踞的黄河河套地区，卫青采用“迂回侧击”的战术，绕到匈奴军的后方，迅速攻占高阙，隔断匈奴各个部落首领之间的联系，完全控制了河套地区。而在击破匈奴部落的同时在他们盘踞的地方修建防御之事，这样，不但解除了匈奴骑兵对长安的直接威胁，也建立起了进一步反击匈奴的前方基地。
此后的几年，匈奴虽然被压制，但是游牧民族的血性和野性使他们一次又一次反抗，不甘心的匈奴在几年内多次出兵，但是却节节败退，元朔六年（公元前124年）二月，汉武帝又命卫青攻打匈奴。这一次的出征对匈奴是一个致命的打击，经过这一战，匈奴的势力基本就被消灭了，再也没有实力轻易入关了。
汉武帝在四处征伐的同时也不忘加快对外的文化交流，他派张骞出使西域，获得了大量的西域资料，打通了丝绸之路，丰富了中原的物质生活，并加强了中西文化交流。汉武帝在即位以来，创造了无数个第一，不管后人对他是褒是贬，没有他就没有今天厚重的历史和繁荣的景象。