按照窦宪给出的计谋，发现了北匈奴主要兵力所在地后，窦宪带兵，兵分三路对北匈奴发动了突然猛攻，很显然这招非常的管用，很快北匈奴就已经被打得七零八落，而北匈奴的单于更是落荒而逃。窦宪深知此时北匈奴已经全乱了套了，必须要紧追上去，让他们没有喘息修整的机会才行，于是带兵追赶，在今天的乌布苏诺尔湖与残余的北匈奴军队开战，这一次直接让北匈奴再无壮大的可能，斩杀了数万将领，有超过二十多万人臣服了汉朝，窦宪大获全胜，班师回朝，还在燕然山刻了一块功德碑。
虽然大获全胜了，但北匈奴单于没能杀了，窦宪也不打算继续追赶，而是派出了使者梁讽带着一些金帛去追，想让单于自己投降。北匈奴单于自然知道以现在实力是无法抗衡大汉，梁讽没几句话，北单于就说自己要投降了，还让自己的弟弟跟着去大汉，表示臣服的意愿。
北单于以为让亲弟弟去已经很有诚意了，但窦宪并不这么认为，只看见弟弟，没看见北单于本人，窦宪直接上书朝廷，要求再次讨伐北匈奴，彻底灭掉它，以绝后患。窦皇后和朝中大臣也就都同意了窦宪的请求，窦宪再次领兵讨伐北匈奴，最后原本还有万把人的北匈奴单于，只带了十几个人仓皇逃走了。
