元狩二年（前121），骠骑将军霍去病率领汉军远征。霍去病自陇西出兵，过焉支山（今甘肃山丹东南），西北行千余里，数战数捷，缴获匈奴休屠王祭天金人。同年夏季，又从北地（郡治在今甘肃庆阳西北）出击，逾居延海，南下祁连山，孤军辗转2千余里，在得（今甘肃张掖西北）一带大败匈奴军，斩杀三万二千余人，俘虏匈奴贵族59人，官吏63人。这次战役，沉重地打击了匈奴右部。同年秋，浑邪王杀休屠王，率4万余众降汉。霍去病奉命受降，又在极复杂的情况下，坚定果敢地平定了匈奴部众的内部叛乱，使安置匈奴内附的计划得以成功。
汉王朝对匈奴作战的连续胜利，使得西北边境上的威胁基本解除。然而活动于汉王朝北边东部的匈奴左贤王的军队，始终没有遭受过沉重的打击，仍然在右北平（郡治在今内蒙古宁城西南）、定襄（郡治在今内蒙古和林格尔北）诸郡侵扰边地。而且匈奴主力退居大漠以北，以其具有飘忽若飞、出没无常的高度机动性方面的优势，依然威胁着汉王朝北部边地的正常的农耕生活。
元狩四年（前119），汉武帝又发动了远征匈奴的规模空前的战略大决战。卫青率军从定襄出发，向北直进千余里，战胜匈奴伊稚斜单于的主力，推进到位于阗颜山（在今蒙古杭爱山南端）的赵信城。霍去病率军从代郡（郡治在今河北蔚县东北）出发，轻装疾进，长驱二千余里，在大漠击溃匈奴左贤王的主力，进军至狼居胥山（一说即今蒙古克鲁伦河之北的都图龙山），祭姑衍山（在今蒙古乌兰巴托东南）而还。
这次战役的胜利，使汉王朝在与匈奴的军力对比上占有了优势，一百多年来匈奴骑兵肆虐边地，对中原北边农耕经济造成严重破坏的局面得以扭转。匈奴在军队主力以及人畜资产受到严重损失的情况下继续向北远遁，形成了漠南无王庭的形势。汉军占领了从朔方至于张掖、居延间的大片土地，保障了河西走廊的安全。此后相当长的一段时间，匈奴已经无力向汉王朝发动大规模的军事进攻，汉与匈奴军事冲突的重心地域，也由东而西，转移到西域方向。
黄河流域的农耕民族，终于可以长舒一口气，从此能够安心生产了。
对“武皇开边”的批评，历来音声响亮。
唐代诗人杜甫的名作《兵车行》借“武皇”事迹，批评当时的执政者：“边庭流血成海水，武皇开边意未已。君不闻汉家山东二百州，千村万落生荆杞。纵有健妇把锄犁，禾生陇亩无东西。况复秦兵耐苦战，被驱不异犬与鸡。”“信知生男恶，反是生女好。生女犹得嫁比邻，生男埋没随百草。君不见，青海头，古来白骨无人收。新鬼烦冤旧鬼哭，天阴雨湿声啾啾。”
杜甫虽然是借古讽今，但是诗句也显露出他和他周围的文人阶层对汉武帝战争行为的态度。
唐人沈彬有《塞下三首》：
塞叶声悲秋欲霜，寒山数点下牛羊。
映霞旅雁随疏雨，向碛行人带夕阳。
边骑不来沙路失，国恩深后海城荒。
胡儿向化新成长，犹自千回问汉王。
贵主和亲杀气沉，燕山闲猎鼓鼙音。
旗分雪草偷边马，箭入寒云落塞禽。
陇月尽牵乡思动，战衣谁寄泪痕深。
金钗谩作封侯别，劈破佳人万里心。
月冷榆关过雁行，将军寒笛老思乡。
贰师骨恨千夫壮，李广魂飞一剑长。
戍角就沙催落日，阴云分碛护飞霜。
谁知汉武轻中国，闲夺天山草木荒。
“金钗”“佳人”一句，说远征者背后的闺怨，是诗人常用的反战笔法。而“谁知汉武轻中国，闲夺天山草木荒”句，则从根本上否定了战争的意义，认为“中国”的人力财力不宜轻视，而新得疆土则荒凉无用，不值得以战争手段夺取。“阴云”、“落日”，“乡思”、“泪痕”，“雪草”、“寒笛”，以及所谓“旅雁随疏雨”，“行人带夕阳”等等，总的基调是悲冷的。
唐人司马扎的《古边卒思归》，通过农人的切身感受，表达了对汉武帝军事政策的批评：“有田不得耕，身卧辽阳城。梦中稻花香，觉后战血腥。汉武在深殿，唯思廓寰瀛。中原半烽火，比屋皆点行。边土无膏腴，闲地何必争。徒令执耒者，刀下死纵横。”所谓“边土无膏腴，闲地何必争”，是普通百姓的意识，而与身居“深殿”，“唯思廓寰瀛”的帝王不同。
北宋名相王安石的《汉武》诗也涉及汉王朝对匈奴的战争：
壮士悲歌出塞频，中原萧瑟半无人。
君王不负长陵约，直欲功成赏汉臣。 |
