这时，匈奴的部众失去单于十多天，右谷蠡王听到这消息后，就自己当了单于。单于后来又与他的部众相会合，右谷蠡王就去掉自立的单于之名。

骠骑将军霍去病率领五万骑兵，其车重与大将军卫青的军队相当，但没有副将。霍去病任命李敢等人为大校，充当副将，率领军队从代郡和右北平郡出发，深入匈奴腹地，直指左贤王的军队。在战斗中，他们斩杀和俘虏的敌人数量已经超过了卫青的军队。

出征的大军全部归来时，皇帝说：“骠骑将军霍去病率领军队出征，又亲自率领所俘虏的匈奴士兵，携带少量军需物资，越过大沙漠，渡河捕获单于近臣章渠，诛杀匈奴小王比车耆转而攻击匈奴左大将，斩杀敌将，夺取其军旗和战鼓。翻越离侯山，渡过弓闾河，捕获匈奴屯头王和韩王等三人，以及将军、相国、当户、都尉等八十三人。然后在狼居胥山祭天，在姑衍山祭地，并且登上高山以望大沙漠。共捕获俘虏和杀敌七万零四百四十三人，汉军大概减损十分之三。他们从敌人那里取得粮食，所以能够远行到极远的地方而没有断绝军粮。划定五千八百户增封骠骑将军霍去病。”

右北平太守路博德隶属于骠骑将军霍去病，在与匈奴的战斗中，他按期到达指定地点，参与了对檮余山的进攻，斩首捕虏了二千七百名敌人。因这一战功，路博德被封为符离侯，封户数为一千六百户。北地都尉邢山随骠骑将军捕获匈奴小王，划定一千二百户封邢山为义阳侯。从前投降汉朝的匈奴因淳王复陆支、楼专王伊即靬皆随骠骑将军攻匈奴有功，划定一千三百户封复陆支为壮侯，划定一千八百户封伊即靬为众利侯。从骠侯赵破奴、昌武侯赵安稽都跟随骠骑将军打匈奴有功，各增封三百户。校尉李敢夺取了敌军的军旗战鼓，封为关内侯，赐食邑二百户。校尉徐自为被授予大庶长的爵位。另外骠骑将军霍去病属下的小吏士卒当官和受赏的人很多。而大将军卫青没能得到加封，军中的官员和士卒没有被封侯的。

当卫青和霍去病所率领的两支大军出塞时，曾在边塞阅兵，当时官府和私人马匹共十四万匹，而他们重回塞内时，所剩战马不满三万匹。于是朝廷增置大司马官位，大将军和骠骑将军都当了大司马。而且定下法令，让骠骑将军的官阶和俸禄同大将军相等。从此以后，大将军卫青的权势日日减退，而骠骑将军一天比一天显贵。大将军的老友和门客多半离开了他，而去奉事骠骑将军，这些人常常因此而得到官爵，只有任安不肯这样做。

骠骑将军为人寡言少语，不泄露别人说的话，有气魄，敢做敢为。