二年春，皇上行幸东海。再幸回中。
夏五月，遣贰师将军李广利以三万骑出酒泉，击右贤王于天山。得胡人首虏万余级而还。半道，匈奴大军围李广利军，汉军乏食数日，死伤者多。假司马陇西赵充国，与壮士百余人溃围陷阵，贰师引军紧随其后，围遂得解。汉军死伤十之六七。赵充国身被二十余创。贰师上奏情状。诏徵赵充国诣行在所，皇上亲自看视其创，嗟叹之。拜为中郎。
随后，汉复使因杅将军公孙敖出西河，强弩都尉路博德会师涿涂山，皆无所得。
当初，李广有孙名李陵为侍中，善骑射。爱人下士，皇上以为有李广之风。拜为骑都尉。使他将丹阳楚人五千人，在酒泉张掖教射以备胡。及贰师击匈奴，皇上想让李陵主领贰师的辎重，李陵叩头自请说：“臣所将的屯边将领，都是荆楚的勇士奇才剑客，力能扼虎，百射百中，臣愿能自当一队，到兰于山南，以分单于之兵。使他不能专心对付贰师。”
皇上说：“你是不想被他统属吗？我发军虽多，但无骑给你。”
李陵回答说：“臣不需要陛下再发兵马，臣愿以少击众。臣手下五千步卒，进击单于王庭足够了。”
皇上壮其豪言，就答应了他的请求。因命令路博德将兵于半道迎接李陵军。路博德也羞为李陵后队，就奏言如今方是秋天，匈奴马肥，不可与之交战，希望能留住李陵，待来春一同出击。皇上怒，怀疑李陵后悔了，自己不想出击，却叫路博德上书。于是诏令路博德引兵击匈奴于西河。诏令李陵九月出发，出遮虏障，至东浚稽山南龙勒水上徘徊观虏，竟无所见。还抵受降城休养士马。随后，李陵帅其步卒五千人出居延北行三十日，至浚稽山止营。图画所过山川地形，使麾下骑士陈步乐持之还报。步乐接受皇上召见，详细的讲述了行军经过，并称李陵将领能得军士死力。皇上大为高兴，拜陈步乐为郎。
再说李陵至浚稽山，与单于大军相遇，胡骑大约有三万人，包围了李陵的军队。这时李陵的军队正在两山之间。以大车为营。李陵从容领兵出营布阵。打前阵的手持戟盾，后阵手持弓弩。胡骑见汉军人少，就直接猛扑上前。汉军前队刀戟齐上，后队千弩齐发，胡骑前队应声而倒，后队反身上山，汉军追击，杀数千人。单于大惊，急招左右地兵八万余骑，围攻李陵。李陵且战且引兵南行。数日，抵达一大山谷中。连续拼战，复斩首三千余级。引兵东南，顺故龙城道而行。过了四五日，到了大泽中的芦苇丛中。胡骑从上风纵火，李陵亦令军中纵火自救。南行至山下，单于在南山上，使其子将骑兵进攻李陵。李陵军与胡骑在树木间相斗，因为在树林中，胡骑发挥不了它的优势，又被杀伤数千人。因发连弩射单于，单于下马逃走。
当日捕得一名胡兵，问之匈奴军情，胡兵说：“单于曾经说，这是汉的精兵，这么多大军都不能将他拿下，而且日夜引我们南来靠近他的边塞，不会是有伏兵吧。其他的军官也都这么以为。但又以为，单于亲率数万骑，击汉军数千人不能灭，以后还怎么使唤边臣。令汉人益发轻视匈奴了。不如先在山谷中力战，再往前五十里就是平原，将他们引向那里再战，若不成功再退不迟。”
当时李陵军益发危机。但人人奋战，以一当十。有时候一日就有数十合会战，再次杀伤胡骑二千余人。胡骑不利，将要领兵引去。不巧，李陵有一名军候叫管敢的，因为受了校尉的*，亡降匈奴。详尽的说出了李陵军况。如今只剩下将军麾下和校尉成安侯韩延年，各有八百人为前行，以黄白旗为帜。若使精骑射之必破。
单于得管敢大喜，使骑兵并力围攻汉军。并大呼说：“李陵韩延年，赶快投降吧。”李陵军在山谷中，胡骑在山上四面射箭，矢如雨下。汉军南行，未至鞮汗山下，五十万箭矢已尽。即弃车去，士卒尚有三千余人，失去武器的，砍掉车把持为武器，汉军进入峡谷，匈奴紧随其后，从山上放滚石，士卒多死，不得行。天黑后，李陵便衣独步出营，阻止左右不要跟随我，大丈夫独身去取单于之首。过了良久，李陵还营，仰天叹息说：如今兵败，死期到了。于是尽斩旌旗，将珍宝埋于地下。又叹息说：假如再得数十箭矢，就可以脱身了。如今没有兵器也得出战，否则天明将坐而受缚了。大家各做鸟兽散吧。若有能脱身归报天子的，就在遮虏障相会。
至夜半时，击鼓出兵。鼓不能鸣。。李陵与韩延年俱上马，壮士从者十余人。胡骑数千人从后追赶，韩延年战死，李陵说：“无面目见陛下。”遂降。麾下军人分散，逃脱至边塞者有四百余人，李陵战败之处离边塞百余里，边塞守将将军情上闻，皇上希望李陵死战，后听说李陵降敌，大怒，责问陈步乐，步乐自杀。群臣都以为李陵有罪，皇上问太史令司马迁，司马迁盛言李陵事亲孝与士信，常奋不顾身以徇国家之急，有国士之风。如今因为举事不幸，就有那些全躯保妻子之臣恶言中伤，实在令人痛心。况且李陵提步卒不足五千，深蹂戎马之地，对抗数万之师，使胡虏救死扶伤不暇，只能发动大军共同攻围他。如此转斗千里矢尽道穷，士张空弓，冒白刃，与敌人死战，能得人之死力，遂古代的名将也不能与他相比。他如今虽然陷败，然而他的战功，也足以让天下人刮目相看。他之所