前129年（汉武帝12年），元光六年，匈奴铁骑数万南侵汉上谷郡，汉武帝第一次对匈奴发动进攻。汉军四路出击，车骑将军卫青出上谷，骑将军公孙敖出代，轻车将军公孙贺出云中，骁骑将军李广出雁门，各万骑，军队数量共四万骑，仅卫青一路取胜，卫青所率部直捣龙城(匈奴祭祀祖先的圣地)，其余三路皆败北，公孙贺无所得，公孙敖阵亡七千骑败退回汉地，李广战败后被匈奴生擒，装死后逃回汉地。

前128年（汉武帝13年），元朔元年，车骑将军卫青将三万骑出雁门，将军李息出代，扫荡草原，卫青斩首数千人而回。

前127年（汉武帝14年），元朔二年，卫青、李息出云中以西至陇西，与匈奴楼烦王、白羊王于河南地（今河套地区）交战，汉军大胜，得首级数千，牛羊百馀万，白羊王、楼烦王战败后退出此地，汉朝置朔方郡、五原郡。这次战役，史称河南之战。

前124年（汉武帝 17年），元朔五年，汉军两路出击，车骑将军青将三万骑出高阙，大行李息、岸头侯张次公为将军，俱出右北平；军队数量共十馀万人，扫荡草原。卫青出塞二三百公里，长途奔袭，突袭右贤王的王廷，打得其措手不及，狼狈北逃。此战汉军大胜，俘虏匈奴右贤裨王十馀人，众男女万五千馀人，畜数十百万。这次战役，史称漠南之战。

前123年（汉武帝 18年），元朔六年，二月草原扫荡行动，卫青为主帅，公孙敖等为副将，出定襄，斩首数千级而还。四月草原扫荡行动，卫青第二次出定襄，斩首万馀人而还。此战，卫青手下霍去病第一次统兵出征，表现勇猛，率领轻勇骑八百直弃大军数百里，斩首二千二十八级，包括匈奴的相国、当户等高级官员，更是斩杀匈奴单于伊稚斜的祖父辈籍若侯产，并俘虏单于的叔父罗姑比，功冠全军，被汉武帝封为冠军侯。李广也参加了本次出征，无功而返。

前121年（汉武帝 20年），元狩二年。春季发动第一次河西之战，霍去病为骠骑将军，率万骑出陇西，击匈奴，历五王国，转战六日，过焉支山千馀里，杀折兰王，斩卢侯王，俘虏浑邪王子及相国、都尉，获首级八千九百馀级，收休屠王祭天金人。夏季发动第二次河西之战，霍去病与公孙敖兵分两路，共数万骑出北地，同时，命令张骞、李广出右北平出击匈奴。霍去病大胜，逾居延，过小月氏，至祁连山，俘二千五百人，斩三万二百级。公孙敖迷路，无功而返。李广遇匈奴左贤王，战败被围，几乎全军覆没。张骞迷路耽误行军，后赶到李广被包围处，救下李广。秋，匈奴浑邪王、休屠王率众投降汉朝，降者四万馀人，汉武帝在河西走廊置酒泉、武威、张掖、敦煌四郡。

前119年（汉武帝 22年），元狩四年，发动漠北决战。兵分两路，骠骑将军霍去病出代郡，大将军卫青出定襄，各将五万骑，总兵力十万骑。卫青遭遇单于主力，取得大胜，斩首一万九千级，单于仅以身边数骑突围而逃亡，卫青继续挺进到匈奴王城赵信城，尽烧其城和粮食而还。李广这次在卫青手下担任东路军主将，再次迷路，无功而返，羞愤自杀。霍去病北进两千余里，与匈奴 左贤王部交战，尽歼其精锐，封狼居胥山，禅于姑衍，登临翰海，俘获七万余人而还。是役，汉朝歼灭匈奴主力，匈奴远遁，漠南无王庭。汉武帝也停止了对匈奴的用兵，转向了南方的南越、闽越、西南等地区。

前117年（汉武帝 24年），元狩六年，大司马、骠骑将军霍去病去世。

前111年（汉武帝 30年），元鼎六年，匈奴休养生息近十年，又再次入侵汉朝边境。汉军兵分两路出击匈奴，公孙贺将万五千骑，出九原，赵破奴将万馀骑出令居，两路汉军出关千余里，皆不见匈奴一人，无功而返。

前110年（汉武帝 31年），元封元年，汉武帝御驾亲征匈奴，总兵力十八万骑，出长城，北登单于台，至朔方，临北河而还。此战，汉军未遇匈奴，无功而返。

前106年（汉武帝 35年），元封五年，大司马、大将军卫青去世。

前103年（汉武帝 38年），太初二年，赵破奴二万馀骑出朔方，出击匈奴，遭遇匈奴左贤王八万骑包围，全军覆没，赵破奴被俘。汉军此战全军覆没，主将被俘虏，创下前所未有的败仗记录。

前99年（汉武帝 42年），天汉二年，三路大军征匈奴。李广利率领三万骑出酒泉，击右贤王于天山，斩首万馀级而还，回军路上被匈奴包围，汉军二万战死，惨败而归。公孙敖领军出西河，出击匈奴，无功而返。李陵自请领五千步兵击匈奴，遇且鞮侯单于主力，兵败投降。

前97年（汉武帝 44年），天汉四年。四路大军征匈奴。李广利为主力军，率六万骑兵，七万步兵，出朔方。路博德领军万余，与李广利会合，给李广利打辅助。韩说率步兵三万人，出五原。孙敖率一万骑兵，三万步兵，出雁门。李广利与路博德会合后，与匈奴且鞮侯单于在余吾水南岸交战，匈奴总兵力十万，汉军总兵力十四五，交战十余日，汉军战败，突围而归。公孙敖与左贤王交战，见战局于己不利，收兵而回，战败而归。韩说无功而返。

公元前90年（汉武帝 51年），征和三年，三路大军征匈奴。李广利将七万人出五原，商丘成将二万人出西河，马通将四万骑出酒泉。李广利率军出征，却得知家人因巫蛊被捕下狱，不惜全军安危以求立功赎罪，先取得大胜，后冒进千里，全军疲惫，遭匈奴袭击，全军覆灭，李广利战败后投降匈奴。商丘成未见匈奴军队而返，回军途中被匈奴三万余骑追击，战于浚稽山，交战九日，双方死伤很多，匈奴退军，商丘成无功而返。马通带兵至天山，匈奴二万余骑对阵汉兵，见汉军兵强马壮，收兵避战，马通最终无功而返。

总结：汉武帝十三次主动出征匈奴，胜利6次，失败5次，无功而返2次，卫霍去世后战绩惨不忍睹。