而直接导致李陵投匈奴的那场战，其错也不在李陵，他尽力了。
卫青、霍去病等名将去世后，刘彻并没有停下征讨匈奴的脚步。某次派李陵率领五千步兵给贰师将军李广利做运输队，李陵不想搞后勤，一意请战，刘彻表示没骑兵了，他也不在意，意气风发地说只有步兵也可以直捣单于王庭。
刘彻很欣赏李陵的勇气，同意了，让强驽都尉路博德在中途迎候他，也就是给他做后备部队的意思。但路博德也是个心高气傲的主，不愿意，又不敢直言，就上书刘彻，说现在正是匈奴草长马肥之时，不好进攻，请求留李陵到春天再出发。
神奇的是，刘彻会错意了。他以为这是李陵后悔，不敢与匈奴交战，指使路博德上书。深觉受到愚弄，命令李陵即刻出击，也不管有没有后援了。
李陵倒无所谓，马上带着部队从居延出发，行军三十天到达浚稽山扎营，不幸的是，随后就遭遇了匈奴主力两万骑兵。前面说过，李陵只有五千步兵，兵种、兵力都处于劣势，苦战数日，斩首匈奴数千，最终还是败了。
此时李陵本还有两个选择，一是战死，二是逃跑。但他没选这两种，硬是不跑，留下苦战，被匈奴人擒获，投降。
刘彻得知后大怒，满朝文武也都唾骂李陵，只有太史公司马迁为李陵说情，刘彻认为他是在为李陵推卸责任，一怒之下将司马迁施以腐刑。
一段时间后，刘彻忽然悔悟了，认识到李陵投降匈奴是因为没有援兵，迫不得已、情有可原，派公孙敖去匈奴接李陵回来。
