李陵兵败的地方与边塞只有一百多里，消息很快便传了过来。汉武帝以为李陵战死，便召见他的家人慰问，但发现其家人都没有悲丧之色。后来得知李陵投降了，汉武帝大怒，并且责问事前大夸李陵的陈步乐，陈步乐自杀。朝中大臣纷纷指责李陵叛国，只有司马迁为李陵辩解，认为李陵以少敌多属于英雄行为，而且投降也肯定是诈降。但是汉武帝认为司马迁污蔑诋毁功少的李广利来为李陵开脱，便将司马迁下狱，后来施以腐刑。后来汉武帝后悔自己不该催李陵出兵，便派人犒赏了李陵部突围逃回的幸存者。
汉昭帝即位后，向来与李陵友好的大将军霍光、左将军上官桀辅政，派李陵的老朋友任立政等三人出使匈奴，借机劝李陵归汉。使节在酒席上抚摸佩刀上的环(寓意"还")，触碰李陵的脚，大声说"汉朝已经大赦，中原安乐，主上年少，辅政的是霍光和上官桀!"李陵表示"吾已胡服矣!(我已经是异国人了)"而且"大丈夫不能第二次受辱"。
