天汉二年（公元前99年），李广利受命领三万骑兵出酒泉，击右贤王于天山，得首虏万余级而还。期间李广利军队被匈奴大军围困，差点无法逃脱，汉军伤亡很大，死亡率高达十之六七。天汉四年（公元前97年），李广利率六万骑兵，七万步兵，出朔方；强弩都尉路博德领军万余，与李广利会合；游击将军韩说率步兵三万人，出五原；因杅将军公孙敖率一万骑兵，三万步兵，出雁门。匈奴得知，将妇孺家眷和资产迁徙至余吾水（今蒙古人民共和国的土拉河）北，且鞮侯单于率十万匈奴军队在余吾水南岸与李广利接战。李广利与单于连斗十余日突围而归。韩说无所得。公孙敖与左贤王战，见战局于己不利，收兵而回。
李广利等三伐匈奴之战，征和二年(前91)匈奴入侵上谷、五原，次年正月又入侵五原、酒泉。于是汉武帝于三月派李广利将兵7万出五原，商丘成将兵2万出西河，马通将4万骑出酒泉，击匈奴。五月，单于得知汉军大出，北徙其辎重于郅居水(今蒙古色楞格河)，自将精兵渡姑且水(在今蒙古杭爱山南);左贤王徙其民于余吾水今蒙古土拉河北600余里，居住于兜衔山。商丘成军出塞无所见，还，被匈奴军追击，转战9日，匈奴军不利，退去。马通军至天山，匈奴见其兵强，亦退去广利军出塞，于夫羊句山峡(今蒙古达兰扎达加德西)击破匈奴军，乘胜北追至郅居水上;遣护军将2万骑渡水，逢左贤王、左大将军，与战1日，败匈奴，杀左大将。广利还军至燕然山(今蒙古杭爱山)，遭遇单于5万骑兵的截击，军大乱，广利遂降匈奴。
看看之前卫青霍去病的辉煌战绩，再看看李广利，同样是外戚为将，差距怎么就那么大呢。一而再再而三的吃败仗，却还受重用，一方面是李广利将才实在平庸，一方面也是晚年的汉武帝偏心得厉害，结果葬送那么多汉军的性命，几乎拼光了汉武帝的家底.李广利接手的时候，匈奴刚好被卫青和霍去病连番虐过，过去没多少年，匈奴还处于舔舐伤口缓慢恢复的时候，汉匈格局是汉朝处在主动地位。汉朝的威名还没散去，结果李广利经营若干年之后，被匈奴击败，汉军精锐损失惨重，多少年没恢复过来，李广利自己还兵败投降。开局一手王炸，军队是当时最精锐最强的，对手是被卫霍虐过处于衰弱状态的匈奴，结果最后落这么一个结局。说李广利是个庸才都是抬举他了吧，随便换个谁，都不会比李广利做的更差吧。当时汉军军队精锐，将领也应该人才济济，卫霍虽然去世但卫霍时期的大将不应该也死绝了，随便找几个参谋参谋都不会让匈奴翻身.
