這時，匈奴的部衆失去單于十多天，右谷蠡王聽到這消息後，就自己當了單于。單于後來又與他的部衆相會合，右谷蠡王就去掉自立的單于之名。

骠騎将軍霍去病率領五萬騎兵，其車重與大将軍衛青的軍隊相當，但沒有副将。霍去病任命李敢等人為大校，充當副将，率領軍隊從代郡和右北平郡出發，深入匈奴腹地，直指左賢王的軍隊。在戰鬥中，他們斬殺和俘虜的敵人數量已經超過了衛青的軍隊。

出征的大軍全部歸來時，皇帝說：“骠騎将軍霍去病率領軍隊出征，又親自率領所俘虜的匈奴士兵，攜帶少量軍需物資，越過大沙漠，渡河捕獲單于近臣章渠，誅殺匈奴小王比車耆轉而攻擊匈奴左大将，斬殺敵将，奪取其軍旗和戰鼓。翻越離侯山，渡過弓闾河，捕獲匈奴屯頭王和韓王等三人，以及将軍、相國、當戶、都尉等八十三人。然後在狼居胥山祭天，在姑衍山祭地，并且登上高山以望大沙漠。共捕獲俘虜和殺敵七萬零四百四十三人，漢軍大概減損十分之三。他們從敵人那裡取得糧食，所以能夠遠行到極遠的地方而沒有斷絕軍糧。劃定五千八百戶增封骠騎将軍霍去病。”

右北平太守路博德隸屬于骠騎将軍霍去病，在與匈奴的戰鬥中，他按期到達指定地點，參與了對檮餘山的進攻，斬首捕虜了二千七百名敵人。因這一戰功，路博德被封為符離侯，封戶數為一千六百戶。北地都尉邢山随骠騎将軍捕獲匈奴小王，劃定一千二百戶封邢山為義陽侯。從前投降漢朝的匈奴因淳王複陸支、樓專王伊即靬皆随骠騎将軍攻匈奴有功，劃定一千三百戶封複陸支為壯侯，劃定一千八百戶封伊即靬為衆利侯。從骠侯趙破奴、昌武侯趙安稽都跟随骠騎将軍打匈奴有功，各增封三百戶。校尉李敢奪取了敵軍的軍旗戰鼓，封為關内侯，賜食邑二百戶。校尉徐自為被授予大庶長的爵位。另外骠騎将軍霍去病屬下的小吏士卒當官和受賞的人很多。而大将軍衛青沒能得到加封，軍中的官員和士卒沒有被封侯的。

當衛青和霍去病所率領的兩支大軍出塞時，曾在邊塞閱兵，當時官府和私人馬匹共十四萬匹，而他們重回塞内時，所剩戰馬不滿三萬匹。于是朝廷增置大司馬官位，大将軍和骠騎将軍都當了大司馬。而且定下法令，讓骠騎将軍的官階和俸祿同大将軍相等。從此以後，大将軍衛青的權勢日日減退，而骠騎将軍一天比一天顯貴。大将軍的老友和門客多半離開了他，而去奉事骠騎将軍，這些人常常因此而得到官爵，隻有任安不肯這樣做。

骠騎将軍為人寡言少語，不洩露别人說的話，有氣魄，敢做敢為。