征和三年(公元前90年)，汉武帝派遣三路汉军出击匈奴，其中，李广利率领的中路军担当主攻任务。
进军初期，西路汉军抓获了匈奴的一些前哨骑兵。据这些俘虏交代，在得到汉军大举远征的情报之后，匈奴“使巫埋羊牛所出诸道及水上以诅军”，即匈奴人将下有咒语的牛羊掩埋在汉军途经、驻扎的道路、河流旁边。这种行为除了带有极为强烈的精神打击意味外，还使用了一种新的战术——“细菌战”。因为这些被掩埋的牛羊或是专供祭祀用的牲畜或是患有某种疾病的疫畜。这些牛羊一旦被杀死掩埋一段时间后，其体内便会滋生出大量的细菌。当死畜的数量较大时，滋生的细菌便会扩散到附近的土壤、水流之中。对于远征的汉军来说，水源是要随时随地加以补充的，但是，当他们饮用这些不干净的水后，就会患上霍乱、疟疾等疾病，军队战斗力将大大下降。
起初，中路汉军的进展较为顺利，取得了几次战斗胜利。不过，此时的京师长安正被“巫蛊之祸”的阴云所笼罩，主帅李广利的家人牵涉其中，被捕入狱。这个消息很快传到了前方，为了使自己不受连累，也为了解救家人，李广利决定立功赎罪，计划率军深入匈奴腹地，一举捣毁其统治中心。这种急功近利的冒进方针显然犯了兵家大忌。汉军的原计划是要在边境线附近与匈奴决战，而现在的孤军深入却打乱了预先的部署，给部队带来了巨大的困难。在诸多困难之中，给养不足最为突出，因此，汉军只得就地寻找水源和食物，解决饮食问题。
另一方面，连续数日的战斗、行军，使大多数汉军将士疲惫不堪，身体虚弱，抵抗力下降。在这些因素的作用下，匈奴的巫师们所掩埋的牛羊的功用得到了发挥，可怕的细菌通过饮用水进入到汉军将士的体内，使他们迅速而大批地病倒甚至死亡，军队的战斗力急剧下降。结果，人数占有优势的七万汉军竟然被五万匈奴军队击败了，李广利率领残部投降了匈奴。
匈奴上演的人类历史上最早的“细菌战”，收到了不战而损人之兵的效果。在细菌等诸因素的共同作用下，汉军遭受了对匈奴作战史上较为惨痛的一次失败。