继"秦弓"后，汉民族在武器上领先世界的第二项创造"汉弩"也在这个时候定型。汉弩种类主要为擘张弩、蹶张弩、大黄弩及各种弩砲。其中臂张弩与蹶张弩是手持弩，弩力一般不超过九石，大黄弩是漆成黄色的特制强弩，弩力皆在十石(合300kg)以上，最高可至四十石(1200kg)。汉武帝还选拔善射着任射声校尉，专门狙杀敌军将领，李广就曾使用大黃弩远距离狙杀多名匈奴将领，成功击退来犯之敌。汉弩相比于匈奴的弓箭，不仅威力更强，而且还配有望山（瞄星）和悬刀（扳机）可以实现待机而发。同时汉军还配备一种连弩车的装备，使用时需要借助绞机，可以同时发射多只弩箭，威力相当惊人。
战刀的鼻祖--汉刀
远距离攻击有了汉弩，近距离杀伤就要靠汉刀了。汉刀虽然没有唐刀出名，却是中国战刀的鼻祖，又叫做"环首刀"或"环柄刀"，顾名思义就是刀首被做成扁圆的环状。汉刀大多为单手刀，刀身很长，河南洛阳出土的汉刀最长可达114厘米。汉刀的特点是直身、斜锋和因为主要用于马上砍杀，所以也没有刀格。因为冶铁技术落后，匈奴的弯刀在长度和质量上远不如汉刀，所以在近战砍杀中，汉军往往能占据上风。进攻武器有了提升，防御护甲也要同步提高。汉军骑兵当时已经普遍装备铁甲，徐州西汉楚王陵就出土过上万片炒钢工艺制作的铁甲残片，而匈奴人还大量使用鱼骨、兽骨磨制的箭头，根本无法洞穿汉军盔甲。
远战射不穿汉军盔甲，近战敌不过汉军长刀，所以在后期汉军经常能以少胜多。例如李陵带领五千步兵就能抵抗8万匈奴骑兵，达八天之久，几乎每次都能击退匈奴的进攻，创造了战争史上以寡敌众的奇迹。这一方面是李陵的军事才能过人，最重要的还是李陵携带了50万只箭发挥了大作用。最后李陵被匈奴军围困在山谷中，李陵徘徊叹息说："再给我们每人十枝箭，就能支援到边界。"可见当时汉军武器在战场上发挥的作用之重要。
汉朝对匈奴的胜利，并非骑兵部队的胜利，而是国力和兵器上的胜利。但后来随着铁器以及冶炼技术慢慢传入游牧民族，中原也逐渐丧失了兵器上的优势。尤其是唐朝失去河西、宋朝失去灵州后，中原丧失了重要的马匹来源，从此无力建立大规模的骑兵部队，在与游牧民族的对战中多处劣势地位，这种局面一直到明代成祖朱棣大力发展火器部队神机营后才被彻底打破。
