汉军主力由李息统领，由代郡出发，目标是匈奴的主力部队；
卫青所率领的奇袭军则自云中出发，偷袭匈奴右方。
卫青一路所向披靡，沿着黄河向西横扫陇西，战无不胜，最终，光复河套地区。此后，汉武帝采纳了主父偃的提议，于河套地区设立朔方郡，又移民了十万百姓从事农业活动。在朔方城秦万里长城原址的基础上，汉武帝又命苏建对该段长城进行翻修和扩建。
公元前121年河西之战正式爆发，霍去病两度奇袭匈奴，总共歼灭了超过四万名敌军，又整编了四万名乱军，彻底粉碎了匈奴右部。自此，河西走廊重新纳入大汉版图。像开发朔方郡一样，汉武帝再次设郡移民，修筑防御工事。武威、酒泉两郡被设立后，一条始于令居，途经河西走廊，西至酒泉北部的"令居塞"长城拔地而起。
