卫青除派出前将军赵信和右将军苏建前面探路之外，又命令另外四个将军公孙贺、公孙敖、李广、李沮每人各带一队人马分头去找匈奴，确定匈奴的位置，以便大军的合击。霍去病领着手下八百将士也不甘落后，自告奋勇率军独自寻找匈奴。卫青做好这一切安排后，就坐镇大营，等候消息。
到了日暮时分，公孙贺、公孙敖、李广和李沮各自领着自己的人马转回营地，他们没有碰到匈奴的大部队，只是消灭了碰上的小股匈奴骑兵。他们向大将军卫青报告了各自的情况，就各自回营休息。
天色黑下来了，可是赵信、苏建和霍去病他们三路人马都没有露面。卫青看着夜色笼罩下的茫茫草原，心里担心他们会出事，就连忙派人召回公孙贺他们几位将军，让他们带人前去接应一下。
又过了一天一夜，还是不见赵信他们，大将军卫青心神不宁，坐卧不安。正当卫青急得团团转的时候，营外卫兵报告说：“苏建将军回来了。”
将军苏建浑身血迹，由两个士兵搀扶来到大将军营中，他半死不活地趴在卫青面前痛哭流涕。
大将军卫青急忙扶起他问道：“发生什么事情了？将军怎么如此狼狈？”苏建哭着说：“昨天，我和前将军赵信把士兵合在一起，仗着他熟悉线路一直向前推进，不想迎面碰到了匈奴的大军，我们还来不及撤退便被他们包围了。我和赵信向外突围，与匈奴兵混战一整天也没能摆脱困境，而我们手下的人马已经损失一大半。想不到这时候赵信又变了心，他投降了匈奴。我只好带着几百人拼着性命冲出来。匈奴兵不肯放过，在后面穷追不舍，又大杀一阵，我和手下人都离散了，现在只剩下我一个人逃回来向大将军请罪。”苏建说完这些话已泣不成声。
苏建和赵信全军覆没，大将军卫青心中一紧，以前一直打胜仗，卫青一时不知如何处理这件事。他当时召来军正闳、长史安和议郎周霸等负责军纪的官员，询问他们说：“你们看应该怎样处理苏建才好呢？”议郎周霸说：“苏建是大将军派出的部下，未能斩敌立功，现在又全军覆没，只有自己一个人逃回，应当斩首才对，以申明大将军的声威。”
军正和长史都站出来替苏建辩护，他们说：“苏将军以三千人对付匈奴数万大军，兵力相差太悬殊，所以吃了败仗。但他不肯跟着赵信投降敌人，一直抵抗到全军覆没，他才拼死逃回来，已经尽到了一个将军的职责。如果把他杀了，以后将士们万一打了败仗，谁还敢回营呢？这不是如同逼迫他们去投降敌人吗？请大将军三思。”
卫青也觉得不应该就这样简单地追究苏建的责任，他对部下说：“我幸得以皇亲国戚的身份率师北伐，并不担心没有威名，而周霸让我杀苏建来提高自己的威名，这很不合我的心意。虽然我有处斩大将的职权，但也不能专擅生杀大权。就是苏建有罪，也应当奏明圣上，让圣上亲自来裁决，我不能自作主张把苏建杀死。”
将士们听了卫青一番话，非常佩服大将军的人格，都齐声叫好。于是卫青便将苏建暂时囚禁在军中，只等班师回朝之后，交给汉武帝处理。
卫青派出接应赵信的将士们已得知了苏建和赵信的败信，知道他们全军覆没，只好接收了一些败兵残将陆续返回大营。
最后又回来一批人马，士兵们迎上去仔细一看，原来是霍去病和手下人回来了。他们一个个血迹斑斑，但行步稳健，直奔大将军营中报到。
霍去病手提一颗血淋淋的人头，后面的壮士还押着两个匈奴俘虏，卫青见到外甥霍去病能够平安地回营，心中大喜过望。见了人头和俘虏，卫青忙问霍去病这路的情况。
霍去病扔下人头，指手画脚地说了大概：“我领着手下这八百人离开大营，北进数百里寻击匈奴，一路北进并没有遇到任何抵抗。昨天晚上，我们接近了一座小山，见山谷里整整齐齐地排列着上百座帐篷。我一看就肯定这是匈奴的一座较大的军营。我们偷偷地从山脚下绕过匈奴的哨兵，转到了匈奴兵营的北面。此时夜色昏黑，我们趁匈奴人没有防备，集中兵力猛攻其中一座最大的帐篷。帐篷中三个匈奴的军官正在饮酒，我们冲进去时，其中一个要拔刀反抗，被我一剑斩杀。其他人把另外两个匈奴头子生擒活捉。匈奴兵做梦也没想到汉兵会钻到这来，他们全无准备，加上夜色昏暗，匈奴士兵被惊叫声惊醒，以为遭到汉朝大部队的攻击，急急忙忙寻马找鞍，拿着细软仓惶逃命。我和手下人乘乱一顿追杀，大约斩杀了两千多名匈奴士兵，剩下的逃得无影无踪。我怕匈奴人去纠集救兵，到时候人少力寡要吃亏，所以领着人往回急奔，正好半路上碰到接应的将士们，这才放下心来，一同回营，向大将军缴令。”
卫青听说霍去病大获全胜，心中格外地高兴，他看了看霍去病扔在地上的人头和后面押着的俘虏就问道：“那么这三个人又是怎么回事呢？”
霍去病回答说：“这是匈奴的三个头子，一个被我杀掉的，另两个被我们活捉押回来。我在路上审问了这两个人，他们供认说，一个是匈奴单于的叔父罗姑比，另一个是匈奴的相国，他们又说我杀死的是匈奴单于爷爷一辈的大王藉若侯产。”大将军卫青喜上眉梢，他心中想，赵信和苏建三千人全军覆没，幸亏霍去病打了胜仗，这次出来总算没有吃亏。大将军卫青仔细盘算一阵，决定到明天一早就收兵返朝。
这次出兵，连续采取了两次军事行动，共消灭匈奴兵一万九千多人，而在后一次战争中，尽管杀敌一万多人，但汉朝也失去了赵信和苏建两位将军统率的三千多骑兵。汉武帝认为这次出兵，虽然功劳不小，又带来单于爷爷的人头，活捉了单于的相国和叔父，可是两路兵马全军覆灭，翕侯赵信又投降了匈奴。总的看，功过相当。所以汉武帝决定不加封卫青，只是给卫青一千金予以奖励。
而这其中有两个人却不得不赏。一个是票姚校尉霍去病，他率八百壮士直捣匈奴大营，斩获三名匈奴高级官员，并斩获匈奴兵两千二十八名，超过他所带领人数的两倍之多。汉武帝以其勇敢，封霍去病为冠军侯，赏给食邑两千五百户，霍去病至此开始在抗击匈奴的战场崭露头角，另一个封侯的是大将军手下的校尉张骞。张骞曾经作为汉武帝招募的使者，前往西域联络大月氏共同夹击匈奴，不想半路上被匈奴人抓住，扣留了十多年。后来张骞找个机会又从匈奴逃了回来。他在这次出击战中，在大将军卫青手下担任校尉职务，由于他在匈奴生活了十多年，所以熟悉匈奴的地形，知道哪里能有水，哪里有草。这次出兵之所以能顺利完成，全靠他起了一个好的向导作用。由于他的指点，汉军人马才免于受渴挨饿。大将军卫青向汉武帝奏明了他的功劳，又加上他以前出使的勇敢，汉武帝封张骞为博望侯。
将军苏建率三千人苦战匈奴数万人，不敌而败，并没有像赵信一样投降匈奴，最后全军尽没，只有自己一人逃了回来。按汉律，亡师丧土要处以斩刑，但汉武帝念苏建一片忠心，又是兵力相差悬殊，所以就让苏建自赎死罪为平民。
此外汉武帝还赏赐了上谷太守郝贤。郝贤四次跟从卫青，参加了抗击匈奴的战争，一共捕获匈奴人一千三百多名，累计立有战功，所以汉武帝就封郝贤为终利侯。
骑士孟已随霍去病斩虏匈奴的高级官员有功，被赐爵关内侯，食邑两百户。
正当汉武帝赏赐有功之臣的时候，匈奴人也在庆功，尽管他们损失惨重，但总算得到了一个熟知汉朝内情的赵信。千军易得，一将难寻，更何况赵信又是一员熟知汉情的大将呢？伊稚斜对于赵信格外加恩，把赵信封为自次王，权力之大，仅次于伊稚斜单于一人，伊稚斜单于为了拉拢赵信，把自己的姐姐嫁给了赵信。赵信一时名利双收，人财两得，更加死心塌地跟从伊稚斜单于。他熟知汉朝军队的训练和进攻方法，所以相应地就比伊稚斜单于更有办法对付汉军。
赵信针对汉军不能大规模长驱直入的缺点，让伊稚斜单于将兵力全部转移到大荒漠以北的地方，这样汉武帝急于同匈奴主力决战，必然要派兵长途跋涉荒凉贫瘠的大荒漠地区和一些沼泽地带。而匈奴士兵则可以在荒漠以北养精蓄锐，以逸待劳。这样就可以将远程而来，粮草不济，士兵疲惫不堪的汉军打得措手不及，大败而回。
伊稚斜单于听了赵信的计策，心中暗自赞叹，自己为收罗到这么一位文武双全的人才而自鸣得意。他二话没说，马上同意按赵信的计策去做。
赵信的计策切中了汉军的弱点，汉武帝不敢派兵长途跋涉去攻击大漠以北的匈奴主力。在漠南，派出大军进攻往往还是劳而无功。匈奴人远离汉朝边塞的办法，使得汉军对匈奴人无可奈何，只好一心积聚力量，只等粮草备齐，时机成熟之后，再征漠北攻击隐藏在北部的匈奴武装。
赵信见汉军因他的计策而无所收益时，就灵活地运用游击战的方法。他派出数万人的小股军队，有时从漠北出发，趁着汉朝大军向回撤退，北方边郡空虚的时候，突然攻击汉朝北部边郡。等到汉军反击时，又急速撤回到大漠以北，让汉军疲于奔命。
但由于伊稚斜单于看到连吃几次大败仗，损失了不少人马和牲畜，也想休养生息，加上赵信的计策，所以汉匈边境也出现了一年无战争的和平景象。尽管有小队匈奴人马的骚扰，但汉匈边境上已经不再见到大军猛进时扬起的滚滚烟尘了。