霍去病率领的队伍配置与卫青差不多，但没有任命副将，而是将李广的三儿子李敢等人全都任命为大校，行使副将的职能。
这支大军从代郡出塞2000多里里，穿越大漠，与匈奴左贤王大军狭路相逢。此战中，霍去病延续了自己摧枯拉朽的作战风格，歼敌七万多人，俘虏匈奴屯头王、韩王以及将军、相国、当户、都尉等83人，乘胜追杀至狼居胥山（今蒙古人民共和国北部的肯特山），在此地举行了祭天封礼，其后一直杀到翰海（今俄罗斯贝加尔湖）后才班师。
回到长安后，霍去病所部因功被大肆封赏，霍去病本人被增加食邑五千八百户，路博德等四人为列侯，赵破奴等二人增加食邑，校尉李敢被提升为为关内侯，享受食邑待遇。其他低级军官乃至士兵，升官、受赏的不计其数。（所谓食邑，是指享有相应区域内税务的的所有权，有点像如今的股份）
也就是说，李广、李敢父子俩，因为分别跟了卫青、霍去病舅甥俩，获得了截然不同的战果，因此得到了截然相反的待遇。这个结果其实比较公正，符合那个时代的特征。
