漢朝第三年(公元前90年)三月，在西漢與匈奴的戰爭中，二師將軍李廣利進攻匈奴，在楊希嫣山(今蒙古杭愛山)之戰中被塔爾坎圍困。
兩年，匈奴突襲上谷(鞠揚縣，今河北懷來東南)和五原(九原縣，今內蒙古包頭市西北)，殺官殺民；三年春，匈奴突襲五原、酒泉(郡治魯夫，今甘肅酒泉市)，殺死漢朝兩郡校尉。三月，劉徹派遣李廣利率領七萬大軍從婺源進攻匈奴。匈奴單於來到文漢軍，將其輜重移至支沮河(今蒙古北部色楞格河)，左率部渡於吾水(今蒙古圖拉河)至於吾水以北六七百裏的山地。可汗親自率領精兵渡過古古河(今蒙古土音河)。漢軍到達時，匈奴在峽(今蒙古國達蘭紮達嘎德附近)以魏(西漢統帥)的五千人率軍襲擊李廣利軍，被漢軍擊敗，死傷數百人。漢軍追擊至範夫人城(約在富陽居峽以北)。李廣利和宰相劉渠在壹起的時候？李夫人(漢武帝的寵臣，李廣利的妹妹)的兒子王昌義被判為太子，妻子因行巫術被捕。她想深入匈奴贖罪，於是冒險北上，派出兩萬禁衛軍騎馬渡江，與匈奴左將軍、左兩萬苦戰壹天，打死左將軍，斬首多名俘虜。李廣利退守楊希嫣山時，匈奴單於知道漢軍疲憊，率五萬騎去掩護李廣利軍，殺了不少人。當夜，單軍在漢軍面前挖了幾尺深的壕溝，然後從後面進攻。漢軍大亂，為匈奴驚慌，李光禮降匈奴。為了配合李廣利的戰爭，又派禦史尚率兵三萬(說是兩萬)出西河(定縣平定，今內蒙古東勝)，侯馬同(莽夫)率兵四萬騎出酒泉攻打匈奴，都沒有成功。
點評:此役，匈奴單於采取了主力遠移，漢軍疲憊時反擊的戰術，取得了成功。漢軍兵力分散，用人失誤，損失慘重。從此漢武帝譴責自己，停止了對匈奴的反擊。楊希嫣山之戰是漢武城統治時期與匈奴的最後壹戰，也是他用匈奴以來最大的失敗。這次戰敗對漢武帝震動很大，他“後悔遠征”。長期的戰爭不僅極大地消耗了國力，造成國庫空虛，而且使人民的路役賦稅負擔極其沈重，導致階級矛盾激化，農民大量外流，武裝起義不斷發生。這壹切讓皇帝意識到，無限制地對匈奴發動戰爭是得不償失的。經過深思熟慮，他決心改變路線。征兵制第四年(前89年)六月，發布了著名的《輪臺聖旨》“探昔日悔”。從此漢武帝不再主動出兵攻打匈奴，而是註重農耕，重新實行休養生息的政策。