李陵领命出兵，五千步兵一路畅通无阻，抵达浚稽山扎营。却在这时遭遇到单于主力，被匈奴三万多骑兵包围。李陵军驻扎在两山之间，以大车作为营垒，李陵领兵冲出营垒摆开队伍，前排持戟和盾，后排用弓和弩，下令："听到击鼓就进攻，听到鸣金就收兵。"匈奴见汉军人少，径直扑向汉军营垒。李陵挥师搏击，千弩齐发，匈奴兵应弦而倒。匈奴军败退上山，汉军追击，杀匈奴兵数千。单于大惊，召集左贤王、右贤王部八万多骑兵一起围攻李陵。李陵向南且战且走，再杀敌军三千。匈奴也是被逼急了眼，一天连续多次出战，李陵军又杀对方两千兵，搞得匈奴极为沮丧，同时单于心里也打鼓：这是汉朝的精兵，久攻不能拿下，却日夜向南退走把我们引到塞边，会不会有伏兵呢？
而就在这时，李陵军中有一个叫管敢的军侯，因被校尉凌辱而逃出投降了匈奴。对单于说："李陵军无后援，并且箭矢已尽，只有李陵将军麾下和成安侯 韩延年 手下各八百人排在阵式前列，分别以黄白二色作旗帜，派精兵射杀旗手即可破阵了。"单于得到管敢，大喜，命骑兵合力攻打汉军。边打边喊："李陵、韩延年快降！"接着挡住去路猛烈攻打李陵。李陵处在山谷底，匈奴军在山坡上从四面射箭，矢如雨下。汉军坚持南行，未等冲到鞮汗山，一天之中五十万支箭已全部射光，便丢弃战车而去。此时李凌的部队已弹尽粮绝，整支部队被压缩在山谷中。李陵本人率十余人奋力拼杀，力战被俘。大呼"无面目报陛下！"遂降匈奴，部将韩延年战死 ，他的部下四散逃命，逃回塞内的仅四百余人。
当时李陵距离汉朝的边塞，仅只有一百余里，边塞将士都知道李陵战败，竟无一支援，这到底是怎么回事？按照计划，李陵本来就是当诱饵，引诱匈奴主力出战的，而且李陵做的很好，但是主将路博德却没有派军出击，也没有去救李陵，这支转战几千里的军队在祖国的门口倒下了。更蹊跷的是，汉武帝没有治路博德的罪。这不得不让人联想到，是汉武帝故意不发援兵，接应李凌！因为他不希望李陵回来，而是希望他战死。为何？因为汉武帝派出的李广利那支部队，数万人出兵，还有那么多接应，李广利跟匈奴作战不利，战绩微小，而李陵仅凭五千步兵敌八万匈奴，且斩敌无数，如果李陵回来，这不是打汉武帝的脸，让文武大臣和天下子民觉得汉武帝看错人了吗？所以，李凌必须死！这是把李凌往死路上逼！但汉武帝万万没想到，李凌居然没死，投降了！
