匈奴是两汉时期对中原王朝威胁最大的势力，虽然他们总的人口没办法和汉朝人口相比，但是其“控弦之士三十余万”，而且他们生活的很多必需品都有赖于中国所供给，平时与汉族互市，但在有机可乘时就入侵汉朝的边疆，满足他们在物质上的要求。
汉高祖统一中国，匈奴的实力仍然是有增无减，而后来匈奴又把居住在敦煌、祁连间的大月氏给吞并了，这就形成了包围中国的右臂，因而到汉武帝时不得不倾全国之力，以解决匈奴问题。
在汉初时期，由于汉高祖曾经遭遇白登之围，因此暂时不敢与匈奴正面交锋，因而采纳臣下建议，进行和亲。而高祖死后，冒顿对于汉朝愈加轻视，甚至侮辱吕后，而吕后这样强势的女性也忍住了。这种和亲政策一直持续到汉景帝、武帝，每一次和亲都要付出大量的财物，而且最多只能维持几年的和平局面。另一方面经过汉初的休养生息，西汉的国力已大大增强，于是到了汉武帝元光二年（公元前133年），汉武帝不甘心一直这样下去，于是决定严厉打击匈奴。
白登之围
而综汉武帝时代，武帝对待匈奴的态度也不是完全一致的，中间也发生过变化，不过大致分为以下几个阶段：
第一阶段，建元、元光时期，即公元前140年至公元前129年，年轻气盛的汉武帝从这时候起就开始准备反侵略战争。元光二年的马邑之围，虽然汉军无功而返，但是汉朝和匈奴撕破了脸了。而匈奴更是加剧对汉朝边疆的骚扰，外患更为严重。公元前129年，匈奴大举进攻，武帝命令卫青出上谷，公孙贺出云中、李广出雁门，全面对匈奴进行反击，其他三路失败，只有卫青大胜而回。这一阶段时武帝准备反击匈奴的开始。
第二阶段，元朔、元狩年间，这时候汉朝由被动迎敌转向主动向匈奴进攻。这一阶段，西汉的版图得到了扩张。元朔元年，武帝派卫青和李息出击，把匈奴击退了。第二年，卫青带领汉军对位于今天河套境内的匈奴进行大包围战，匈奴兵大败，死伤甚多。汉武帝在河套设立朔方郡，迁徙内地之民充实边境。元朔五年、元朔六年卫青多次出击匈奴。
这一阶段又有一个天才型的统帅加入，他就是霍去病。元狩元年，汉武帝命令霍去病出陇西，大败匈奴，而霍去病又对匈奴进行了一次大的包围战，同样大败匈奴，由于这次失败，匈奴内部发生了分裂。一部分匈奴人投降了汉朝，汉武帝就占有了他们的地方，在这里设置了张掖、酒泉、敦煌等郡，至此这些地方被正式纳入中国的版图。
元狩四年，卫青和霍去病大举北进，卫青这次穿过戈壁，到了漠北，击败了匈奴。而霍去病从另一个地方出兵，深入两千余里，大败匈奴。霍去病一致追击匈奴追到了瀚海，封狼居胥。
第三阶段，元鼎、元封、太初年间是对匈奴作战的低谷。这时候的匈奴因为前面的一系列败战，势力大受打击，而此时汉武帝一方面分化瓦解匈奴，另一方面修筑工事防备匈奴，但是这都遭到了匈奴的破坏。
第四阶段，天汉、太始、征和、后元年间，是对匈奴作战但再起和失利时期。这时候卫青和霍去病两位名将都退出了历史舞台。而后来的将领李陵和李广利都先后投降了匈奴。
虽然汉武帝打匈奴，汉朝消耗巨大，但是匈奴更惨重。
一是人口的损失，高祖时匈奴人口只是可以上马打仗的有三十万，而到了汉武帝，其中一次击败匈奴，匈奴光投降的就有二十万人。
二是匈奴的经济遭到了极大破坏。因为游牧民族的主要财产就是牲畜，匈奴几乎破产。
三是领土的损失。汉朝的攻击使得匈奴不得不迁徙。
四是东汉时期大将军窦固、窦宪统兵攻打匈奴，大获全胜。其中的南匈奴投降中国，后来成为“五胡乱华”的祸首。而北匈奴的一支迁徙到了欧洲西部，成为罗马帝国的祸根。