之灵，从溯河山，涉流沙，通西海，山雪不积，士大夫直接穿过，获王首级，珍怪之物都陈列于庭。封李广利为海西侯，食邑八千户。”又封斩杀郁成王的赵弟为新时侯；军正赵始成功最多，为光禄大夫；上官桀敢深入，为少府；李哆有计谋，为上党太守。军官中被封为九卿的有三人，诸侯相、郡守、二千石级官吏的有一百多人，一千石级官吏以下的一千多人。自愿参加者赏封的官爵都超过他们本人的愿望，因犯罪受惩罚而去从军的人免罪但不计功劳，士兵们所得赏赐约值四万钱，攻伐大宛两回，总共经历四年才告结束。
李广利受命领三万骑兵出酒泉，击右贤王于天山，得首虏万余级而还，期间李广利军队被匈奴大军围困，差点无法逃脱，汉军伤亡很大，死亡率高达十之六七。同时出征的因杅将军公孙敖领军出西河，与强弩都尉路博德在涿邪山会合，无所得而返，骑都尉李陵自请领五千步兵击匈奴，后遇且鞮侯单于主力，兵败投降。
李广利率六万骑兵，七万步兵，出朔方；强弩都尉路博德领军万余，与李广利会合；游击将军韩说率步兵三万人，出五原；因杅将军公孙敖率一万骑兵，三万步兵，出雁门。匈奴得知，将妇孺家眷和资产迁徙至余吾水北，且鞮侯单于率十万匈奴军队，在余吾水南岸与李广利接战。李广利与单于连斗十余日突围而归，韩说无所得，公孙敖与左贤王战，见战局于己不利，收兵而回。
匈奴入侵五原、酒泉，掠杀边民，两地守军出战，均不利，领兵的都尉都战死。武帝命李广利率七万人出五原击匈奴，御史大夫商丘成率三万余人出西河，重合侯莽通率四万骑出酒泉千余里。
李广利离开京城时，丞相刘屈氂为李广利饯行，李广利的女儿是刘屈氂的儿媳，两人是儿女亲家。前一年爆发的巫蛊之祸时，太子刘据被人诬陷而自杀，而又未立新太子。
于是，李广利便想乘机让他妹妹李夫人所生的儿子昌邑王刘髆立为太子，自己就将是国舅，地位将更尊贵，权势也更大。而刘屈氂不仅身为左丞相，又是武帝的侄儿，颇得武帝的信任。李广利于饯行告别时，对刘屈氂说：“希望你在今上面前建议，早立昌邑王为太子。昌邑王能够被立为太子，将来做皇帝，君侯还忧惧什么呢。”在这个问题上，二人利益完全一致，刘