漠北之战发生于中国汉武帝元狩四年(前119年)，是汉军在距离中原最远的战场进行的一次规模最大也最艰巨的战役。漠南、河西之战后，匈奴单于虽率部远徙漠北，仍不断攻掠汉朝北部边郡，企图诱汉军越过大漠，以逸待劳，击灭汉军。
元狩四年(前119年)，他下诏实行币制改革，又令“初算缗钱”，实行盐铁专卖，以筹集战争所需要的大量物力和财力。同时，与诸将商议对匈奴的作战方针。他认为：“赵信为单于画计，常以为汉兵不能度幕(漠)轻留，今大发卒，其势必得所欲。”决计利用赵信的错误判断，出其不意，攻其不备，从而确定了一个集中兵力、深入漠北、寻歼匈奴主力的作战方针。汉武帝调集14万骑兵，随军战马14万匹，步兵及转运夫10万人，由卫青和霍去病统帅，分东西两路向漠北进发，这是规模最大的一次远征。
单于闻讯，转移辎重，部署精兵于大漠北缘，迎击汉军。汉武帝原拟以霍去病部由定襄(今内蒙古和林格尔西北)北进，闻单于东去，乃改令其出代(今蔚县东北)，命卫青部出定襄。
卫青率前将军李广、中将军公孙敖、右将军赵食其、后将军曹襄等出塞后，得知单于并未东去，遂自领精兵疾进，令李广、赵食其从东路迂回策应。卫青行千余里，穿过大漠，与早已布阵的单于本部接战，卫青先以武刚车(兵车)环绕为营，稳住阵脚，随即遣5000骑出战。至日暮，大风骤起，沙石扑面，卫青乘势指挥骑兵从两翼包围单于。
单于见汉朝军队很多，兵强马壮，自料难以取胜，率精骑数百，突围向西北逃走，匈奴军溃散。卫青急派轻骑追击，自率主力跟进。直至颜山(今外蒙古杭爱山南面的一支)赵信城，歼敌一万九千人，烧其积粟还师。李广、赵食其因迷失道路，未能与卫青会师漠北。
霍去病率校尉李敢等出塞后，同右北平郡(治今内蒙古宁城西南)太守路博德部会师，在深入漠北寻找匈奴主力的过程中，霍去病携带少量的辎重粮草，驱使所俘获的匈奴人为前锋为汉兵开路，跨过大漠，过河活捉单于大臣章渠，诛杀北车耆王，又转攻左大将双，缴获敌人的军旗战鼓。又越过难侯山，渡过弓卢水，抓获屯头王、韩王等三人，将军、相国、当户、都尉等八十三人。www.UuqgS.com
此次远征，霍去病所率部队以一万的损失数量，前后一共斩获胡虏70443人，至此，匈奴左、右贤王两只臂膀被彻底斩断，只剩下匈奴单于悬孤漠北。霍去病封狼居胥山，禅于姑衍，临瀚海(今俄罗斯贝加尔湖)而还。此战之后，左贤王损失很大，同时失去了对乌桓的控制，汉朝得以徙乌桓于上谷、渔阳、右北平、辽西、辽东五郡塞外，为汉侦察匈奴动静。可见，汉破匈奴左贤王地之前，经常侵扰上谷、渔阳、右北平、辽西等地的是以左贤王为首的匈奴人。
经此一战，匈奴远遁，漠南无王庭。
漠北之战，汉军作战指导明确，准备充分，以骑兵实施突击，步兵担任保障，分路进击，果敢深入，是在沙漠草原地区进行的一次成功作战，在中国战争史上具有重要地位。