看时机已成熟，汉武帝很快让青年将领卫青带着3万骑兵经云中（今内蒙托克托县），直奔陇西（今甘肃东部），目的在于征服河套地区，发动史上著名的"河南之战"。
长久以来，陇西以西地区就是匈奴的重要活动中心，这里拥有丰富的水源和草原，对匈奴的游牧业和军事据点有重要影响。
卫青采用迂回作战的方法，先带着少量部队直奔匈奴军事据点的大后方，然后让主力部队从正面攻击，自己则从后方突袭，使匈奴大军以为已成瓮中之鳖而军心紊乱，从而取得最终胜利。
这一战术很快取得效果，匈奴的楼烦王和白羊王被赶走，陇西地区的隐患解除。在被征服的和被收复的领土的基础上，汉武帝分别设置了朔方郡和五原郡，将内地10多万的民众进行移民屯垦，同时修复秦代旧长城和调集大军驻守。
