李陵率领他的五千步兵从居延出发，向北行进三十天，到浚稽山扎营。之后深入匈奴的腹地，遇到了匈奴的主力三万兵马，李陵不亏是名将后代，带领士兵冲杀多次，杀匈奴兵几千人，这让匈奴单于大惊失色，于是汇合左贤王、右贤王部八万多骑兵一起围攻李陵。李陵向南且战且走，几天后被困在一个山谷中。这下是绝对优势了，不是任何的计策谋略可以弥补的了，虽然李陵英勇不屈，杀了很多匈奴士兵，但是也没有幸免被慢慢消耗的结局，最后穷途末路之下，约定与部下分别突围，突围出去的是士兵只有400多人，而李陵被抓投降。
回去汇报的士兵诉说了李陵多么的英勇，汉武帝以为李陵兵败被杀，所以还厚待李陵的妻子母亲，但是后来听说李陵投降匈奴。汉武帝大怒，但是他也不想想，这是谁造成的。鉴于李陵投降了匈奴，同僚也落井下石，文武百官都骂李陵，汉武帝以李陵之事问太史令司马迁，司马迁则说：“李陵服侍母亲孝顺，对士卒讲信义，常奋不顾身以赴国家危难。他长期以来养成了国士之风。今天他一次战败，那些为保全身家性命的臣下便攻其一点而不计其余，实在令人痛心！况且李陵提兵不满五千，深入匈奴腹地，搏杀数万之师，敌人被打死打伤无数而自救不暇，又召集能射箭的百姓来一起围攻。
他转战千里，矢尽道穷，战士们赤手空拳，顶着敌人的箭雨仍殊死搏斗奋勇杀敌，得到部下以死效命，就是古代名将也不过如此。他虽身陷重围而战败，但他杀死杀伤敌人的战绩也足以传扬天下。他之所以不死，是想立功赎罪以报效朝廷。”
汉武帝听了更加愤怒，因为由于李陵与匈奴主力战斗，导致率大军出征的李广利却少有战功。汉武帝认为司马迁是想诋毁贰师将军为李陵说情，于是把他下狱施以腐刑。可怜的司马迁就因为说了几句公道话而成为了太监，真是可悲。这全都是多疑的汉武帝所赐啊。
本来李陵有机会回国的，但是由于汉武帝听信了大臣们的谎话，说李陵为匈奴练兵，于是杀了李陵的妻子兄弟还有母亲，断绝了李陵回归之路，后来武帝驾崩，昭帝即位，曾多次请李陵回国，都被李陵拒绝。身在匈奴的李陵很受匈奴重视，李陵也穿起了匈奴的衣服，留起了匈奴的发式，李陵在匈奴跟苏武的关系很好，李陵曾劝降过苏武，但是被苏武严词拒绝，有感于苏武的守节，李陵都没脸去见苏武，在苏武回国的时候，李陵去送别苏武，表明了自己的心迹，虽心向祖国，但是回国之路已经断绝，祝福苏武好运。
李陵在匈奴二十多年，元平元年（前74年）病死。纵观李陵的一生，可以说是个悲剧，本来有成为名将的实力，但是在多疑的汉武帝 和大臣的联合绞杀下，成为了投降匈奴的“叛徒”。