商丘成率领的汉军到达边境后，沿着偏僻小路搜索，没有发现匈奴军队，便撤军返回。匈奴派遣大将和李陵率领三万多骑兵追击汉军，双方辗转交战了九日，到达蒲奴水（今蒙古国翁金河）；匈奴军作战不利，撤兵离去。?
马通率领的汉军到达天山（今新疆天山），匈奴派大将偃渠率领两万多骑兵拦截汉军，但看到汉军强大，便领兵退去；马通这次出征没有什么战果也没损失。这时，汉朝担心车师国（西域古国）的军队阻截马通的后路，便派遣开陵侯成娩率领楼兰、尉犁、危须等六个西域国家的军队共同围攻车师，俘获了车师王及其全部民众后班师。?
贰师将军李广利率军出塞，匈奴派右大都尉和卫律率领五千骑兵在夫羊句山峡谷（地名，约在今新疆境内）拦截汉军。李广利击溃了匈奴军，乘胜追击向北直到范夫人城（地名，约在今蒙古国境内）。匈奴军纷纷奔逃，没有人敢抵抗汉军。?
当初，李广利出征时，丞相刘屈氂为他饯行，送到渭桥。李广利对刘屈氂说：“希望您能尽早请求皇上立昌邑王（刘髆）为太子；如果昌邑王将来能当皇帝，您还担心不能长久富贵吗！”刘屈氂答应了。昌邑王刘髆是李广利妹妹李夫人的儿子；李广利的女儿又是刘屈氂的儿媳，因此两人都想立刘髆为太子。正巧此时宦官内者令郭穰告发说：“丞相夫人诅咒皇上，并且与李广利一同祷告祭祀，想让昌邑王当皇帝。”经司法官员查办审理，认定其所犯罪行属于大逆不道。?
六月，汉武帝下诏将刘屈氂装在装载食物的厨车里游街示众，然后在长安东市腰斩，他的妻子在华阳街被斩首示众；李广利的妻子、儿女也被逮捕入狱。李广利听到这个消息，又忧愁又害怕。他的属僚胡亚夫因避罪也随军在外，劝说李广利道：“您的夫人和全家都被关在监狱里，您如果就这样回去，皇上稍不如意，正好与狱案碰上，那您想再见到郅居水以北的地方（指匈奴控制区），还可能吗！”李广利因此犹豫不决，想深入匈奴腹地立功赎罪，于是率军向北到达郅居水畔。这时匈奴军队已经撤离，李广利派遣护军将领率领二万骑兵渡过郅居水，恰好遇上左贤王和左大将率领的二万骑兵。双方交战一天，汉军杀死左大将，匈奴士兵伤亡惨重。?
汉军长史和决眭都尉煇渠侯商议道：“李将军怀有异心（指临阵犹豫，后又想立功赎罪而冒险深入），想牺牲全军安危去求取功劳，恐怕一定要失败。”他们计划共同逮捕李广利。李广利得知消息，杀了长史，率军撤退到燕然山（今蒙古国杭爱山）。单于知道汉军长途跋涉极其疲劳，亲自率领五万骑兵拦截攻击李广利军，双方伤亡都很惨重。夜晚，匈奴人在汉军前进的道路上预先挖好了几尺深的壕沟，然后从后面发动猛烈进攻，汉军大乱战败；李广利于是投降了匈奴。单于一向知道李广利是汉朝大将，把自己的女儿嫁给他，对他的尊宠超过了卫律。李广利的宗族因此被汉武帝灭族。?
秋季，发生蝗灾。?
九月，原城父县（今安徽亳州东南）县令公孙勇和他的门客胡倩等人阴谋造反。胡倩假冒光禄大夫身份，声称奉皇帝之命追捕盗贼。淮阳郡（治今河南淮阳）太守田广明察觉有诈，派兵将他们抓捕处死。公孙勇穿着官服（绣衣）、乘坐四匹马拉的车到达圉县（今河南杞县南）；圉县守尉魏不害等人将其诛杀。汉武帝因此封魏不害等四人为侯。?
官吏和百姓因巫蛊案互相告发，经调查大多不属实。汉武帝此时也渐渐知道太子刘据是因恐惧不安才起兵，并没有谋反意图。正巧此时，负责守卫汉高祖陵庙的郎官田千秋紧急上书，为太子申冤说：“儿子擅自调动父亲的军队，按罪应当处以鞭笞。天子的儿子因过失而误杀了人，该判什么罪呢！我曾在梦中见到一位白发老翁，是他教我这样说的。”汉武帝于是深有感触而醒悟，召见田千秋，对他说：“父子之间的事，别人是很难说话的，只有您明白地说出了其中的是非曲直。这一定是高祖皇帝的神灵派您来教导我，您应当担任我的辅佐大臣。”当即任命田千秋为大鸿胪（九卿之一，掌少数民族事务）。随后，汉武帝下令将江充全家灭族，又在横桥上焚烧了宦官苏文；曾经在泉鸠里对太子兵刃相加的人（指追捕太子的地方官吏），最初被任命为北地郡太守，后来也被满门抄斩。汉武帝怜惜太子刘据无辜遭难，便专门修建了一座“思子宫”，又在太子遇难的湖县（今河南灵宝西）建造了一座“归来望思之台”。天下人听说这件事后，都很悲伤。?
征和四年（壬辰年，公元前89年）?
春季，正月：? 汉武帝巡行到东莱郡（治今山东莱州），面对大海，想要乘船出海去寻找蓬莱仙山。群臣劝阻，武帝不听；然而此时狂风大作，天色昏暗，海水汹涌澎湃。武帝在海边停留了十几天，也无法登上楼船，只好返回。
二月丁酉日：? 雍县（今陕西凤翔）上空在