公元前九九年(苏武被囚的第二年)，中国大军分两路向匈奴汗国进攻，一路是大将李广利，出兵酒泉(甘肃酒泉)，深入西域，到达天山，被匈奴击败。
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另一路大将李陵的遭遇则更为恶劣。当时，李陵率领五千名步兵，从居延海(内蒙古额济纳旗)，向北深入沙漠，行军三十日后，在浚稽山(蒙古戈壁阿尔泰山)，跟匈奴侯单于的三万人相遇，李陵迎战，杀死了上千人。
单于召集援军，共八万骑兵，李陵只有撤退。但最强悍的步兵也摆不脱骑兵的追击，匈奴兵团分为两翼左右展开，把李陵兵团夹在当中。李陵逃走，几天后，到达一个无名山谷，他规定士兵受伤三次以上的才准坐车，受伤两次以上的改为驾车，受伤一次的继续战斗，又杀了三千人。
再走四五日，到达一片苇草茂盛的畜牧地带，匈奴兵团顺风纵火，但李陵却先行纵火自救。再向南行，到达山地区域，且侯单于下令他的儿子攻击，李陵兵团在树林中设下埋伏，匈奴又损失三千人。
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且侯单于以元首之尊，亲自指挥十六倍于敌人的精兵，追击十余日，仍不能取胜，简直愤怒得发狂，攻击更加猛烈。李陵在沙漠中再南行四五日，再次杀死匈奴两千人。这时且侯单于已经发现李陵是一支孤军，紧追不舍。
两翼越过李陵，在李陵前方合围，遮断退路，箭如雨下，呼喊投降。李陵继续战斗，一日之内，射出了五十万只箭。箭用尽，就抛弃车辆辎重，全体徒步前进，还剩余三千人，进入囗汗山(蒙古谱颜博格多山)，匈奴兵团堵住谷口。
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到了晚上，李陵徘徊叹息说：“再给我们每人十枝箭，就能支援到边界。”然而，他已经没有一只箭。半夜的时候，李陵下令击鼓突围，鼓破不能发声。李陵命向四面八方冲出，一以分散敌军注意，一以希望有人能逃回中国向政府报信。他与另一位将军韩延年上马，率亲信军人十余人，越岭南逃。匈奴兵团潮水般追击，李陵身上只有短兵器，不能阻挡敌人。
最后韩延年中箭而死，李陵被俘，好胜的皇帝刘彻以投降的理由逮捕处死了李陵全部亲属。这场战役恐怕是冷兵器时代步兵VS草原骑兵最牛最经典最不可思议的一场战斗。