这一次，西域那些小国震惊了，他们当中很多国家自建国那天开始也没见过这么强大的军队。汉军一路上得到了非常好的待遇，那些小国绝大部分非常友好，能给点粮食就给点粮食。
当然也有一个不听话的，叫仑头国。汉军对仑头国展开攻击，几天后仑头国就被攻陷，毕竟就那么几千人口。随即汉军展开报复，几乎将仑头国屠城，并且改名轮台。后来汉军在轮台长期驻军数百人屯田，成为汉军的一个后勤基地和军事据点，为来往西域的使臣和军队提供补给。
在吸取上次的教训之后，李广利没有去攻打郁成城。之所以汉军先攻取仑头国，也就是为了直接向西到达大宛国首都。首批到达贰师城下的汉军人数达到三万人，并利用弓弩等武器的优势击败了进行反冲击的大宛国军队，迫使大宛国军队采取据城防守的消极防御战术。
随后，汉军对大宛城形成包围，并对城外的河道进行改造，使大宛城失去了水源。之后作战四十多天，将大宛城的外城防线攻破，俘虏了大宛国第一勇将煎靡。大宛国没法子，只好放弃防线撤到内城。
大宛国的贵族们撑不住了，一起商议，越想越觉得和解比较好。事情的起因是大宛国王毋寡不愿意给汉朝好马并且杀了汉使，现在咱们大宛国贵族们如果杀了毋寡给汉军送上汗血马，不就结了么？等汉军真的不愿意撤军和解，再决一死战也行，不是么？
这些贵族一起面见大宛国王毋寡。
“国王陛下，对不起了，借您的头用一下下啦。”
“你们怎么可以这样子，你们不能这样子……”
最后他们集体选出一个代表，拎着国王的头去见李广利，说：“汉军不要打了，我们把好马都给你们，随便你们挑选，你们的粮草我们也愿意提供。要是你们不愿意撤军，我们就把汗血马全部杀掉，而且，康居国的援军也快到了哦！到时候我在城内内应，康居国军队在外增援。汉军仔细想想吧，该怎么搞。”
康居国是个大国，在今天哈萨克斯坦的巴尔喀什湖以西地区，在大宛国西北。康居属于匈奴势力，同时也对月氏国表示忍让，自始至终都没有归顺汉朝。后来汉朝设立西域都护府，也没能让康居臣服。康居实力相对要强些，商业非常发达，军队人数十万左右，大部分都是精锐的弓骑兵。
但是这时候的康居国其实是徘徊不前，汉军人数、装备、士气都在康居之上，康居这时候来增援纯粹是脑袋不好使。但是汉军却不知道从哪里得到的情报，说大宛城中有秦人，学会了挖井取水，撑个一段日子不是问题。秦人，是当时中亚等国对中国人的称呼。
在经过讨论之后，汉军决定撤军。同时，汉军挑选了汗血马三千匹准备带回国内，其中可以做种马的汗血马几十匹。签订盟约时，也扶持大宛国亲汉势力的头目蔡昧为王，最终还是没有进入大宛国内城，但是也算是大获全胜，不战而屈人之兵。
但是战争还没有结束。回国途中，考虑到大军人数较多，呼啦啦的一群人一起去，好多小国都给吃出饥荒了。所以分南北两路撤军，北路需要经过郁成城。真是不是冤家不聚头，汉军北路军一千多人，由校尉王申生率领，在郁成城又碰了灰，郁成城的小王就是不愿意给粮草。
王校尉对郁成小王这种不符合条约的事情，予以强烈谴责。郁成小王知道王申生的军队没多少人，清晨派遣三千人发起突袭，将这支军队整建制歼灭，只有几个人得以逃脱，找到了李广利的主力军。
李广利也很生气，但是作为拥有数万大军的他不会仅仅是谴责，而是派遣搜粟都尉上官桀率军把郁成城给拿下了。郁成小王一路逃亡到康居，上官桀也一路追击到康居。
但是康居国不傻啊！与大汉对抗的下场，看看大宛国就知道了，干脆把郁成小王送给汉军。上官桀派遣了四个骑士去把郁成小王绑着带回来，交给贰师将军。四个骑士一算计，这个事情不好办啊，郁成小王也不是善茬儿，万一逃了，咱四个命还要不要了？但是，谁敢杀？
郁成小王毕竟是一方诸侯，气质肯定不一样，一般人可能还真没胆子把他给杀了。当年明英宗在土木堡战败被蒙古人包围，蒙古骑兵几乎没人敢上去抓的，后来明英宗回国还有蒙古人依依不舍，这就叫气质！
四个人面面相觑，上邽（今甘肃天水）的骑士赵弟岁数最小，看他们三个都无语，初生牛犊不怕虎，赵弟一剑把郁成王头给砍了。
匈奴听说李广利已经降服大宛国，非常惊恐，想要拦截李广利的军队。但是匈奴此时也没多少实力与汉军直接对抗，只好让西域小国当炮灰，派遣少量骑兵进入楼兰，希望借助楼兰的力量阻断汉朝与西域的往来。此时，汉军正在玉门关外屯田驻军，在抓捕的俘虏那里得到这个消息。汉朝二话不说将楼兰王逮捕，押送到长安面见武帝。
楼兰王没法子，对武帝倒了一肚子苦水：“万岁啊，我们小国在你们大国中间里外不是人，两头都得罪不起。实在不行，我也不要国了，在你们汉朝定居当个平民吧。”
武帝觉得楼兰王说的都是大实话，就把他送回楼兰，同时也派遣少量使臣长期驻楼兰，专门应对匈奴。从此，楼兰不再是匈奴的亲信。
弱国无外交，我觉得这句话其实有问题。应该是弱国才需要外交，强国不需要外交。强国的软硬实力足够让一切弱国臣服，弱国恰恰需要外交手段作为与强国讨价的筹码。
太初四年，前101年的春天，李广利带着军队回到了汉朝。撤军路上，众多小国客客气气，纷纷派遣王子、王弟主持接待，最后也就一起跟着军队往汉朝去——当人质。虽然李广利在战争中错误不少，但是武帝认为万里远征，也就不用在意太多细节了。大小功臣都受到嘉奖，参战军官因为这次战争直接进入九卿之位的就有三个，封疆大吏百余人，千石高官一千余人，可以说赏赐超过所有参战人员的期盼。
此战之后，西域直到大宛国都成为汉朝的势力范围，汉朝在轮台、渠犁（今新疆库尔勒市）都各有数百人驻军屯田，设置有使者、校尉等机构和官员。在玉门关到盐泽（罗布泊）的广袤地域上也修建了无数哨所。
战前，汉朝曾经计划与乌孙一起进军大宛国，乌孙国只派遣了两千骑兵，而且是打酱油的。此战之后，乌孙也对汉朝刮目相看。
值得一提的是，此时的三千汗血马只剩下了一千多匹。很多人都以为这场战争的目的是为了汗血马，因为汉朝需要改良自身的马种，也有人认为仅仅是武帝自己喜欢汗血马。实际上，汗血马就是今天的阿哈尔捷金马，这种马完全不适合作战。阿哈尔捷金马（简称阿哈马）皮肤特别薄，需要住在铺满细木屑的马厩里，只吃苜蓿等优质牧草，还要饲喂羊油、大麦、鸡蛋甚至炸面包才能确保其身体素质。这就不难想象为什么一路撤军汗血马死了一半了！
最可怕的是这种马认主人，很怕生人，这在战场上是很可怕的——试想下，你是一个骑兵，你的马战死了，你战友战死了但是马还在，你骑他的马逃跑都不行，说不定还会遭受这些无声战友的攻击！
所以，其实汗血马没有对中国的马种产生多大影响，也从来没有成为军马，甚至对当时中国军马的改良作用也是微乎其微，可以忽略不计。仅仅在对驿马的改良中起到作用，至今河西一带的岔口驿马、大通马等优良走马都有汗血马的基因。
当然汗血马并非一无是处，它的耐力和速度是国内的任何马种无法企及的，外观更是骏美异常。在这次战争之后，汉代的皇家仪仗马几乎全部换成汗血马，地方的仪仗用马也都被汗血马血统改良，我们熟知的“马踏飞燕”就是汉代河西地方仪仗队的一匹有汗血马血统的仪仗马。
汉朝在西域节节胜利，匈奴的呴犁湖单于也带着愤恨在这年冬天走到了人生的尽头，他的弟弟左大都尉且鞮侯继位为单于。
且鞮侯单于刚即位，汉军又远征大宛取得胜利，“国际”影响力在东亚是空前的。为了威慑匈奴，汉武帝向匈奴下了一道诏书。
注意，是诏书，是天子对臣下的诏书，而不是国与国之间的国书。
“高皇帝遗朕平城之忧，高后时单于书绝悖逆。昔齐襄公复九世之雠，《春秋》大之！”
内容很简短，但是很有威慑力：高皇帝留给我平城的忧愁（指的是白登之围），高后时期单于的书信无比混乱和叛逆。当初齐襄公报了九世之仇，《春秋》这部书很赞扬这种行为哦。
西周时期，纪国向周夷王进谗言，害得齐侯被周夷王给煮了。到了九代之后，齐襄公（春秋第一霸齐桓公的哥哥）即位，趁着周王室权力衰微，灭掉了纪国。
且鞮侯单于很有自知之明，对外宣称：“我是晚辈，哪里敢高攀汉朝天子呢？汉朝天子那是我长辈啊。”随即将之前扣留的汉朝使臣全部遣送回国，还派遣使臣给汉朝送礼。
为了庆祝这个历史性的表态，汉朝将第二年，也就是前100年改年号为天汉，此时汉武帝已经快五十八岁，在过去算得上是一名老者了。
为了嘉奖单于的态度，中郎将苏武作为使臣率领使团出使匈奴，并且赠送钱财。但是匈奴的态度并没有实质性的改观，甚至还因为种种原因扣留了苏武，让汉朝大为失望。
且鞮侯单于继位的同时，汉将军赵破奴趁着匈奴新单于继位的事态，悄悄逃出战俘营，在天汉元年的夏天逃回汉朝。
这对汉朝来说意义非常，受降城外的耻辱终于被洗刷。有了赵破奴带回来的情报，加上匈奴的态度，一场新的战役正在筹划之中。此时，匈奴仍然对西域念念不忘，匈奴右贤王部已经迁徙到天山山脉一带放牧，随时可以威胁到汉军在西域的军事设施。
