单于见李陵兵少，便派兵毫无戒备地冲了上去，但''陵搏战攻之，千弩俱发，应弦而倒。虏还走上山，汉军追击，杀数千人。''吃了大亏的单于大惊，连忙叫来左右贤王助阵，将骑兵的规模扩充到了八万人之众。李陵自知无法战胜对手，所以一边迎敌一边尽量往南边汉朝的边境转移，希望其他汉军能够发现并援助自己。
李陵与匈奴军队前后爆发三次较大规模交战，三次都以他率军杀敌数千告终，但即使是李陵军队再怎么骁勇善战，也难以抵抗数量十余倍于自己的敌人。日子一天天过去，李陵率领的汉军不但缺粮缺箭，还伤亡惨重，单于见汉军勇猛，又害怕埋伏，本来已经想要撤兵，但军中一个叫管敢的人却逃走投奔匈奴，将李陵的虚实全部告诉了单于。
得知李陵没有援军后，单于加强攻势，终于将李陵围困，万般无奈之下，李陵只好选择了投降。消息传回汉朝，就有了汉武帝震怒，群臣落井下石，再然后公孙敖告知武帝李陵为敌练兵，引得武帝族诛其家的后续故事。
