上文说过，张骞回长安以后，汉军接着展开一连串对匈奴的主动进攻作战。
战果较大的共有三次，本书第三章“武皇具有两面性格”一节中已经讲到，现再补充简述如下：
第一次出击发生在公元前124年，当年司马迁二十二岁。统率军队的是卫青，副统帅是苏建（苏武的父亲）、李蔡（李广的堂弟）等人，由高阙塞（今内蒙古自治区巴彦淖尔盟东部磴口县附近）、朔方（鄂尔多斯高原）发兵。一年后（公元前123年），卫青又统率十万将士从定襄（郡名，地在今内蒙古自治区中部，治所在今和林格尔县西北）北上主动攻击匈奴。
第二次出击发生在公元前121年，当年司马迁二十五岁。统率军队的是霍去病。汉朝通过这次胜战，取得甘肃黄河以西之地（河西地），后来在那里设置了武威、张掖、酒泉、敦煌四个郡县。匈奴的伊穉斜单于追究驻守河西地的匈奴浑邪王的责任，迫使浑邪王率领四万多人降汉，汉武帝将他们安置在天水、北地、上郡、西河、安定等地，分别建立五个属国。
第三次出击发生在公元前119年，当时司马迁二十七岁，统率军队的是卫青和霍去病。卫青从定襄发兵，与伊穉斜单于作战，将伊穉斜单于击败。霍去病从代郡（今山西东北部及河北省蔚县附近）和北平郡（郡治在今河北省平泉县）发兵，与匈奴左贤王军作战，将其军队歼灭。
最后那次出击，虽然把匈奴赶得远遁，但汉军的人马损失近百分之八十，使汉朝在短期内没有能力再度发起大规模进攻。后来，汉朝忙于征服东瓯、闽越、南越国、朝鲜、羌和西南夷等地，无暇北上，匈奴又有了喘息机会。
匈奴人在乌维单于（从头曼单于算起，匈奴第六世单于，公元前114—前105年在位）和乌师庐单于（匈奴第七世单于，公元前105—前102在位）的领导下，兵力稍有恢复。
《史记》和《汉书》中对这段时期匈奴的活动记载如下：
匈奴“数使使于汉，好辞甘言求请和亲（多次派遣使者到汉朝，用美好的言词请求订立和亲的盟约）”，并对汉朝使者王乌“详许（即佯许）甘言，为遣其太子入汉为质（假装着用好话许诺他，说是看在王乌份上将派太子到汉朝去当人质）”。但随即又反口，说这样的条件“非故约。故约，汉常遣公主，岁给缯、絮、食物有品以和亲，而匈奴亦不扰边。今乃欲反古，令吾太子为质，无几矣（这不是从前的盟约。从前的盟约是汉朝常差遣公主来，供给匈奴一定数目的缯、絮、食物，用这样的方式保持和亲的关系，匈奴也不去扰乱汉朝的边界。现在却要违反古时的盟约，要我太子去当人质，这是没有希望的事）”。
但这时汉匈的力量对比已和汉初不同，汉朝当然不会再接受这种无理的勒索，因此这个时期的和亲谈判，并无结果。其实单于对于汉使的言辞全属虚伪。当王乌再次出使匈奴的时候，“单于复以甘言，（目的）欲多得汉财物，绐谓王乌曰：‘吾欲入汉见天子，面相约为兄弟。’（单于仍用甜言蜜语奉承他，想多得一些汉朝的财物，欺哄王乌说：‘我想到汉朝会见天子，当面约为兄弟。’）”
汉朝信以为真，在长安为他筑了一所迎宾馆，以便接待。后来事实证明，“单于特空绐王乌，殊无意入汉及遣太子来质。于是匈奴数使奇兵侵犯边（单于所说的那些话，不过是空言欺骗王乌，根本没有诚意到汉朝来以致派遣太子来做人质。这时，匈奴多次派奇兵侵犯边境）”。狐鹿姑单于（匈奴第十世单于，公元前96—前85年在位）并且扬言要“汉开大关，取汉女为妻，岁给遗我蘖酒万石，稷米五千斛，杂缯万匹，它如故约，则边不相盗矣（汉朝应开放边关，让我们娶汉朝的女子为妻，每年送我们用新粮酿造的酒一万石，粟米五千斛，各种丝织品一万匹，其他方面的优惠保持原约不变，那么我们就不会在边境上抢掠了）”。然而汉初数十年的经验证明，汉朝开了大关，送了公主，给了财物之后，匈奴贵族并不能真正做到“边不相盗（不会在边境上抢掠）”。由此可见，匈奴贵族，实际上是运用军事上的武装掠夺与外交上的和平勒索两种方祛，以攫取汉族的财物而已。
本来，汉朝在给了匈奴一定程度的打击之后，在能够确保边境安宁的前提下，原亦不想深入穷追。因为汉朝一向认为“匈奴负戎马之足……迁徙鸟举，难得而制也。得其地不足以为广，有其众不足以为强。自上古不属为人（匈奴仗持戎马之疾足……如飞鸟一样迁徙不定，就很难克制他们。取得了他们的土地也不算开疆拓土，统治了他们的人民也不算富强，他们自上古以来就不是我们的子民）”。只要它不再骚扰边境，也就不一定要和它长期兵戎相见。但匈奴贵族既不肯放弃勒索，更没有停止军事入侵，那么当然只有继续反击。
后元二年（公元前87年），“武帝崩，前此者，汉兵深入穷追二十余年、匈奴孕重堕殰，罢极，苦之，自单于以下常有欲和亲计（汉武帝崩驾，在此以前，汉朝的军队穷追匈奴二十多年，匈奴丢掉辎重，抛弃战死者的尸体，极端疲乏，苦于战事，自单于以下的匈奴官员都有和汉朝和好的打算）”。但仍旧没有放弃对汉朝边境的入侵。不过，汉昭帝时期（公元前87年—前74年），匈奴已经没有发动大规模入侵的力量。一方面因为“汉边郡烽火候望精明，匈奴为边寇少利，希复犯塞（汉朝的边境各郡县的放烽火、守望制度非常严密完整，匈奴攻入边境，获利很少，因而很少再侵犯汉朝边塞）”。另一方面因为“（壶衍鞮）单于年少，初立，母阔氏不正，国内乖离，常恐汉兵袭之（匈奴第十一世单于壶衍鞮年龄幼小，初立为单于，他的母亲作风不正，国内官民离心离德，常常担心汉朝军队的突然袭击）”。故不得不采取守势，不是“穿井、筑城、治楼藏谷（凿井提供饮水，修筑城墙，建筑藏粮食的大仓库）”，准备坚守，便是派兵“屯受降城以备汉，北桥余吾（水），令可度（渡），以备奔走（派兵驻扎在受降城内，以防备汉兵进攻，在北面的吊桥下面的护城河中，蓄满水，可以浮起渡船，使得撤退逃走时，有一条退路）”。同时把扣留了十九年的汉使苏武等释回，“欲以通善意（想用这项举动表达对汉朝的善意）”，企图缓和与汉朝的敌对关系，逐渐实现和亲。
但和亲的念头尽管在匈奴贵族思想中盘旋，然而匈奴的骑兵仍不断地在汉朝边境出现。而且因为南下“边寇者少利（侵犯汉朝边境很少得到战利品）”，因而扭转马头，弯弓射向西方的汉朝的盟友——乌孙去了。史载昭帝元平元年（公元前74年：此处据《汉书·匈奴传》及《西域传》；但据《宣帝纪》是在本始二年，即公元前72年），“匈奴数侵边（匈奴数次侵犯汉朝边境）”，又联合车师共侵乌孙。第二年，复连发大兵，夺取乌孙的车延、恶师等地；虏去人民，并索取乌孙公主（即汉公主解忧），声称“趣持公主来（赶快派人送公主来）”，“欲隔绝汉（割断汉朝和乌孙的友谊来往）”，企图以武力胁迫乌孙脱离与汉朝的盟友关系。乌孙王昆弥和公主先后上书求救，于是汉朝组织了五路大军，与乌孙联合共兵员二十万，在宣帝本始三年（公元前71年）发动了一次规模巨大、声势显赫的出击战。这是西汉时期汉匈之间的最后一次大战。这次战争完全是由匈奴贵族的侵犯引起的，汉朝与乌孙的出击只是反侵扰的行为。结果匈奴惨败，自食其恶果。从此匈奴大为衰弱，分裂为南北单于两支。“兹（即滋）欲向和亲，而边境少事矣（一心要与汉朝和亲，边境的战祸很少了）”。
从公元前133年武帝发动战争，至此将近六十年，匈奴贵族的威胁才完全解除，匈奴贵族真是汉族的劲敌！如果没有这五六十年的反侵扰战争及其最后胜利，汉朝北边的安全，汉人的生命、财产，民族、国家的命运，封建社会经济文化的前途，都是不堪设想的。武帝及其以后的君主对匈奴战争的正义性质和进步作用，于此可见。
武帝及其以后对匈奴战争的进步作用，不仅表现在解除了匈奴贵族对汉族的侵扰，而且表现在解除了乌桓、丁零、乌孙和西域各族人民所受匈奴贵族的奴役和剥削（虽然这不是武帝用兵的目的），使他们脱离匈奴落后的奴隶制的束缚，加强与汉族先进封建经济文化的接触，这在当时的历史条件下是有积极意义的。
武帝因发动自卫战争而招致无法避免的消极后果，即生产破坏、人口死亡、财力物力虚耗等损失，还有武帝后期发生的农民起义，都不能抹杀武帝时期对匈奴用兵的正义性质和进步作用。
对匈奴作战是司马迁《史记》的记述重点之一。在有关秦、汉人物的《本纪》《世家》《列传》中，都有抗击匈奴的史迹内容。
