元狩二年庚申（公元前121年），冬天十月，皇帝到雍地去，祭祀五帝。
三月戊寅日，平津献侯公孙弘去世了。壬辰日，皇帝让御史大夫乐安侯李蔡做了丞相，廷尉张汤做了御史大夫。
霍去病当了骠骑将军，带着一万骑兵从陇西出发去打匈奴。一路上经过了五个王国，连续打了六天的仗，穿过了焉支山，走了一千多里地。这一仗可厉害了，杀了折兰王，斩了卢侯王，还抓住了浑邪王的儿子以及相国、都尉，一共杀了和俘虏了八千九百多人，还缴获了休屠王用来祭天的金人。皇帝很高兴，下诏书给霍去病增加了二千户的封邑。
夏天，霍去病又和合骑侯公孙敖带着好几万骑兵一起从北地出发，不过他们分两路走。卫尉张骞、郎中令李广则从右北平出发，也是分两路。李广带着四千骑兵先走，走了几百里地，张骞带着一万骑兵跟在后面。匈奴的左贤王带着四万骑兵把李广给包围了，李广的士兵们都特别害怕。李广就让他儿子李敢带着几十名骑兵直接冲进匈奴骑兵阵中，从他们的左右两边穿过去又回来，然后告诉李广说：“匈奴人没什么可怕的！”士兵们这才安下心来。李广把军队布置成圆形的阵势，向外防御。匈奴人猛烈进攻，箭像下雨一样射过来。汉军死了一半多，箭也快用光了。李广就下令士兵把弓拉满先别放箭，他自己则用大黄弩射杀匈奴的副将，杀了好几个人，匈奴的攻势才渐渐缓和下来。到了傍晚的时候，官吏和士兵们都吓得脸色苍白，可李广还是镇定自若，还更用心地整顿军队，大家都很佩服他的勇气。第二天，他们又接着拼命战斗，汉军死伤过半，但杀的匈奴人也很多，超过了自己的损失。正好博望侯张骞的军队也赶到了，匈奴军队这才撤了回去。汉军也累得不行了，没办法去追，就收兵回去了。按照汉朝的法律，博望侯张骞行军迟缓，没按时到达，本来应该判死刑，后来他出钱赎罪，成了平民。李广的军功和损失相当，所以没有得到赏赐。而骠骑将军霍去病深入匈奴境内二千多里，和合骑侯公孙敖走散了，没会合到一起。霍去病越过居延，经过小月氏，到了祁连山，抓住了单桓、酋涂王，还有相国、都尉以及带着部众投降的有二千五百人，一共杀了和俘虏了三万零二百人，还抓到了七十多个小王。皇帝又给霍去病增加了五千户封邑，封他手下有功的副将鹰击司马赵破奴为从票侯，校尉高不识为宜冠侯，校尉仆多为煇渠侯。合骑侯公孙敖因为行军迟缓，没和霍去病会合，本来应该判死刑，也出钱赎罪成了平民。
那时候，那些老将们带领的士兵、马匹和兵器都比不上霍去病的部队。霍去病带领的士兵都是精心挑选的，而且他胆子也大，敢深入匈奴境内，还常常带着精锐骑兵走在大军前面。他的军队也好像有老天爷保佑似的，从来没陷入过绝境。而那些老将们经常运气不好，作战不顺利。就因为这样，霍去病越来越受皇帝亲近和重用，地位都快赶上大将军了。
匈奴又跑到代郡、雁门来捣乱，杀害和掳走了几百人。
江都王刘建和他父亲易王曾经宠爱的淖姬等人，还有他的妹妹征臣发生了不正当的关系。刘建有一次去雷陂游玩，赶上刮大风，他让两个郎官坐小船到陂里去。结果船翻了，两个郎官掉进水里，抱着船，一会儿露出水面，一会儿又被淹没。刘建在旁边看着哈哈大笑，还下令别去救他们，最后两个人都淹死了。刘建一共杀了三十五个无辜的人，专门干些荒淫暴虐的事。他自己知道犯的罪太多了，害怕被皇帝杀了，就和他的王后成光一起让越国来的婢女请神，诅咒皇帝。他又听说淮南王、衡山王在谋划造反，自己也开始制作兵器，刻皇帝的玉玺，准备造反的东西。后来事情被发现了，有关部门请求把他抓起来杀掉，刘建就自杀了，王后成光等人都被砍了头示众，江都国也被废除了。
胶东康王刘寄也去世了。
秋天，匈奴的浑邪王投降汉朝。当时，单于因为浑邪王、休屠王住在西边，却被汉朝杀了和俘虏了好几万人，非常生气，想把他们召回去杀掉。浑邪王和休屠王害怕了，就商量着投降汉朝，先派使者到边境拦住汉人，让他们给皇帝报信。当时，大行李息正带着人在黄河边上修城，碰到了浑邪王的使者，就赶紧派人骑马把消息报告给了皇帝。皇帝听说后，担心他们是假装投降来偷袭边境，就命令骠骑将军霍去病带兵去迎接他们。休屠王后来后悔了，不想投降，浑邪王就把他杀了，吞并了他的部众。霍去病渡过黄河后，和浑邪王的部队遥遥相望。浑邪王的一些副将看到汉军后，很多人又不想投降了，还偷偷地逃跑了。霍去病就赶紧骑马冲进去，和浑邪王见了面，把那些想逃