汉宣帝即位第二年，汉朝就发铁骑16万余，分五路攻打匈奴。这是两汉400年最大规模的一次对外骑兵出征，就算在后来的许多朝代都很难组织这么大规模的骑兵军团。同时，汉朝还派遣校尉常惠前往乌孙，节制乌孙骑兵5万余，与汉军东西并进，形成一个巨大的钳形攻势，夹击匈奴。
后来匈奴大败，又遇到大雪灾，国力大为削弱。最后汉军只派三千骑出击，都能捕得几千匈奴人而还，匈奴人还不敢报复。
公元前51年，呼韩邪单于来到长安，亲自朝见汉宣帝，汉宣帝亦亲往长安郊外迎接，呼韩邪成为了历史上第一个来中原朝见汉朝皇帝的匈奴单于，此后，郅支单于亦遣使来到长安朝见。汉宣帝完成了汉武帝终其一生也没有实现的理想。
所以，东汉时期的人，回顾汉宣帝时期的对匈政策时说："殊俗百蛮，义无亲疏，服顺者褒赏，畔逆者诛罚，善恶之效，呼韩、郅支是也。"
