霍去病最辉煌的一战当属漠北之战，当时霍去病年仅21岁，霍去病将主力给了卫青，自己则率军北进两千多里，越过离侯山，渡过弓闾河，与匈奴左贤王部接战，歼敌70400人，俘虏匈奴屯头王、韩王等3人及将军、相国、当户、都尉等83人，乘胜追杀至狼居胥山，在狼居胥山举行了祭天封礼，在姑衍山举行了祭地禅礼，兵锋一直逼至瀚海。
此战之后，匈奴被汉军在漠南荡涤，匈奴单于逃到漠北，"匈奴远遁，而漠南无王庭"。汉武帝为了表彰卫青和霍去病的战功，设置大司马位，大将军卫青、骠骑将军霍去病皆加官为大司马。同时定下法令，让骠骑将军的官阶和俸禄同大将军相等。
要知道卫青和霍去病可是亲戚关系啊，算起来霍去病应该算是卫青的外甥，而卫青又是汉武帝的小舅子（加姐夫，这关系够乱的）；而且汉武帝对霍去病的疼爱几乎已经到了过分的地步，就连霍去病射杀了李广的儿子李敢，汉武帝都替霍去病遮掩过去了。
但是天才总是更容易夭折，尤其是霍去病这样的绝世军事奇才；在霍去病24岁的时候就病逝了，据说是在远征漠北的时候，喝了那里的河水，而那里的河水是被下了瘟疫之毒的，这下毒之法还是汉朝的一个宦官中行说跑到匈奴那边去了以后传授的。
