二、河西之战与威震匈奴
打通河西
元狩二年（前121年），汉武帝任命二十岁的霍去病为骠骑将军，命他率兵出击占据河西（今河西走廊及湟水流域）地区东部的浑邪王、休屠王部。这是霍去病军事生涯中的一次重要战役，也是他威震匈奴的开始。
在春季攻势中，霍去病率一万骠骑出陇西，转战河西五国。他采用长途奔袭、快速突袭的战术，对匈奴军造成了沉重的打击。他杀死匈奴折兰王、卢侯王等高级将领，歼灭其精锐部队，浑邪王子及相国、都尉等全部被俘。此役，汉军共斩首八千九百六十级，并俘获了休屠王的祭天金人。战后，霍去病因功加封食邑二千二百户。
同年夏季，霍去病再次出击河西。他孤军深入浚稽山南的湖泽地区，越过居延海（今内蒙古阿拉善盟额济纳旗内），攻抵祁连山（也有说法是今新疆哈密的东天山）。在这次战役中，他俘获得单于单桓、酋涂王等匈奴贵族，收降其部众二千五百人。汉军共斩得匈奴军首级三万二百级，生擒匈奴五王及单于的阏氏、王子等贵族五十九人。此役让匈奴的实力受到极大打击，而汉军自身折损约十分之三。汉武帝得到捷报后，加封霍去病食邑五千四百户。
此后，浑邪王因多次败于霍去病之手，决定投降汉朝。汉武帝命霍去病率大军迎接浑邪王等部众。然而，在汉军渡过黄河后，浑邪王麾下部分降众不愿投降，密谋逃跑。霍去病率部驰入匈奴军中，斩杀企图逃亡的军士八千人，成功接收浑邪王部众四万余人归汉。此役后，西北边境几乎没有匈奴进犯，汉武帝减少了陇西、北地、上郡戍守之兵的一半，使全国百姓的徭役负担得到宽缓。从此，汉朝控制了河西地区，为打通内地通往西域的道路奠定了基础。
封狼居胥
元狩四年（前119年）春，汉武帝命卫青与二十二岁的霍去病各率骑兵五万深入漠北寻歼匈奴主力。这是霍去病军事生涯中的巅峰之作也是他与匈奴决战的最后一役。
霍去病率部北进两千多里越过离侯山、弓闾河与匈奴左贤王部接战。他采用长途奔袭、大迂回、大穿插的战术对匈奴军造成了毁灭性的打击。他俘虏匈奴屯头王、韩王等贵族及将军、相国等八十三人几乎将左贤王部全歼。随后他乘胜追杀至狼居胥山（今蒙古国境内）在狼居胥山举行了祭天封礼在姑衍山（今蒙古国肯特山以北）举行了祭地禅礼。他的兵锋一直逼至北海（今俄罗斯贝加尔湖）使匈奴单于远遁漠北“匈奴远遁而漠南无王庭”。此役汉军斩首七万四百四十三级自身也损伤十分之三（此取《史记》汉书记为十分之二）但霍去病却以辉煌的战绩证明了自己的军事才能和勇气。