出于种种考虑，刘彻有着一种尊霍抑卫的心理，也就使得霍去病迅速崛起，成为比卫青更耀眼的一颗将星。
元狩二年（公元前121年），汉武帝任命十九岁的霍去病为骠骑将军，独自领兵向匈奴出击，第一次把卫青排挤在军事行动之外。霍去病在春天、夏天两次率兵出击占据河西走廊及湟水流域的浑邪王、休屠王部，歼敌4万余人，俘虏匈奴王5人及王母、单于阏氏、王子、相国、将军等120多人。同年秋，奉命迎接率众降汉的匈奴浑邪王，在部分降众变乱的紧急关头，率部驰入匈奴军中，斩杀变乱者，稳定了局势，浑邪王得以率4万余众归汉。从此，汉朝控制了河西地区，为打通了西域道路奠定基础。匈奴为此悲歌：“失我祁连山，使我六畜不蕃息；失我焉支山，使我嫁妇无颜色。”霍去病的风头一时无两。
元狩四年（公元前119年）春，汉武帝命卫青、霍去病（时年22岁）各率骑兵5万，步兵、转折踵军数十万，分别出定襄和代郡，深入漠北，寻歼匈奴主力。霍去病率军北进两千多里，越过离侯山，渡过弓闾河，与匈奴左贤王部接战，歼敌70400人，俘虏匈奴屯头王、韩王等3人及将军、相国、当户、都尉等83人，乘胜追杀至狼居胥山（今蒙古境内），在狼居胥山（今蒙古肯特山）举行了祭天封礼，在姑衍山（今蒙古肯特山以北）举行了祭地禅礼，兵锋一直逼至瀚海（沙漠别称或曰即今俄罗斯贝加尔湖）。卫青部则遭遇匈奴左贤王主力，凭其指挥能力，卫青迅速命令步兵依靠战车结成武钢车阵，由李广、苏建各率五千骑兵迂回包抄，两军战了一天一夜，突然遭遇大风沙，汉军趁机向匈奴军发起猛烈进攻，左贤王见战事失利，带着几百人马趁乱逃跑，由于李广、苏建未能按时到达战场，匈奴左贤王得以逃脱，卫青共斩俘五万人马。经此一战，匈奴被汉军在漠南荡涤，匈奴单于逃到漠北，“匈奴远遁，而漠南无王庭”。他和卫青发起的对匈奴的进攻性战争，改变了汉朝长此在对匈奴战争中的守势状态，一举打败匈奴。从而长久地保障了西汉北方长城一带，也就是在漠南地区的边境安全，此战为汉朝进击匈奴最远的一次。
