贰师将军李广利第二次出征大宛，声势浩大，沿途各国纷纷献上食物，郁成国、仑头国不服，当即覆灭。贰师将军击退大宛军队，围困大宛王城，切断城内唯一水源。城内贵族惶恐不安，于是发动内乱，杀死了大宛王，并愿意献出汗血宝马，请求投降。贰师将军同意了，于是班师回国。路上的小国听说大宛已被攻破，纷纷派王族子弟跟随汉军去长安献贡，并留下来当人质。之后，汉武帝封李广利为海西侯，食邑八千户。
公元前90年，匈奴入侵五原郡、酒泉郡。于是，汉武帝派贰师将军李广利率领7万人由五原郡出发前去攻打匈奴。贰师将军将要出塞时，匈奴右大都尉与卫律率领5千骑兵前来进攻，贰师派归降的2千胡兵出战，小胜。汉军乘胜追击，到了范夫人城，匈奴兵逃走，不敢接战。
此时，长安有人告发丞相刘屈牦的妻子使用巫蛊诅咒皇帝，李广利与刘屈牦是亲家，并且两人密谋立李夫人的儿子昌邑王刘髆为太子，因此李广利的妻儿获罪下狱。
妻儿获罪下狱的消息传来，李广利忧惧不安。有人劝李广利投降匈奴，而李广利想为家人博得一线生机，于是深入匈奴腹地，想立功赎罪。汉军北行，来到了郅居水边。一日，汉军遇到匈奴左贤王左大将，与2万匈奴骑兵厮杀了一整天，最终杀死了左大将，俘虏和杀死了大量的胡兵。
