把弩机瞄准来人，匈奴兵掉转马头跑了回去。陈汤命令联军向城门口的骑兵步兵放箭，吓得那些人都跑回城中。甘延寿、陈汤亲自击鼓，诸军立时齐向前冲，直扑城下，穿堑攻城，以劲弩射得楼上披甲兵士跑往楼下。由于土城外有木城，匈奴兵从木城栅格里向外射箭，杀伤不小。联军纵火烧掉木城，天黑时数百骑匈奴禁不住大火灼烧，趁黑往外逃，全被迎头射杀。
郅支单于刚开始知道汉兵来到的消息时，本来想逃跑。但他怀疑康居人怨恨自己而作汉兵的内应，又听说敌国乌孙及其他城郭国都出兵助汉人征伐自己，感觉无所逃遁。当时他已经带人出城，思前想后，决定回城坚守，对左右说：“汉兵远来，不能久攻。”
郅支单于身披甲胄在楼上指挥，他几十个大老婆小老婆（阏氏夫人）也很英勇，都操弓向汉军射箭。联军矢发如雨，一只箭不偏不倚已中郅支单于大鼻子，几十个夫人也死伤殆尽。郅支单于勉强支持，下城骑马，逃入内城。半夜，木城被联军攻陷，守城匈奴兵向城外大呼，当时还有亲匈奴的万余康居骑兵绕城环行，声援匈奴。黎明时分，四面火起，联军士兵大喊登城，锣鼓惊天动地，汉军推着攻城车攻进土城中。见势不好，康居兵逃走。汉兵攻入内城，到处纵火，联军士兵蜂涌入内，格斗中郅支单于被杀，脑袋为汉兵杜勋一刀割下。此次战役，共斩单于阏氏、太子、名王以下一千五百多级，生俘一百四十五人，投降的匈奴有一千多人。
大胜之后，甘延寿、陈汤给汉元帝发去那封流传千古、扬眉吐气的疏奏：
“臣闻天下之大义，当混为一。匈奴呼韩邪单于已称北藩，唯郅支单于叛逆，未伏其辜，大夏之西，以为强汉不能臣也。郅支单于惨毒行于民，大恶逼于天。臣延寿、臣汤将义兵，行天诛，赖陛下神灵，阴阳并应，陷阵克敌，斩郅支首及名王以下。宜悬头槁于蛮夷邸间，以示万里，明犯强汉者，虽远必诛！”
此雄辞壮语，想必非军中文书所为，是由陈汤自己亲自撰写，史中明载陈汤“善属文”，后来他还不断替人“写状子”，因此可以想见这位文武全才的大汉将军当时果真是“气吞万里如虎”。
功高赏微 ； ；后事默默
建立如此不世之功，书奏朝廷后，丞相、御史都怪罪陈汤、甘延寿两个人矫制发兵，中书令石显又因为怨恨甘延寿不娶她姐姐的前隙，乘间攻击两个人为国生事招难。由于陈汤本人确实有贪财的毛病，击败匈奴后把不少胜利品归为己有，也为司隶校尉所弹劾，并派人前去按验审查。
情急之下，陈汤上疏：“臣与将士共诛郅支单于，万里振旅凯旋，应有使者于路上慰留欢迎。现在司隶来审查按验，是为郅支单于报仇啊。”元帝觉得有理，诏令州县准备酒食于路劳军。甘延寿、陈汤回朝后，石显等人不断上书二人乘危侥幸、矫制兴军之罪。汉元帝内心其实很叹赏两人大功，但汉法严历，因此迟疑不决，赏罚诏令一时间也拿不定。最后，汉朝宗室刘向上疏：“郅支单于囚杀使者吏士以百数，伤毁大汉国威。甘延寿、陈汤总百夷之君，揽城郭之兵，出百死，入绝域，斩郅支之首，悬旌万里之外，万夷慑伏，真不惧震。立千载之功，建万世之安，群臣功劳莫过于此！武帝时代贰师将军李广利兴师五万，费钱数亿，经四年劳顿，仅获骏马三十匹，武帝仍不录其过错，封拜军人共两侯、三卿、二千石一百多人。现在甘延寿、陈汤不劳汉师，不费斗粮，斩郅支之首，功高百倍于贰师将军。应该高官厚爵，以奖有功。”于是汉元帝拜甘延寿义成侯，陈汤关内侯，各食邑三百户，另赐黄金百斤。
甘延寿不久病死。汉成帝即位后，从前诋毁他们两人的匡衡等朝臣又复奏甘、陈二人盗收康居国财物，陈汤被免为民。后来，陈汤又犯事下狱当死，因前功被免贬为士兵。
十多年后，西域都护段会宗为乌孙兵围困，上书告急，希望朝廷征发敦煌士卒救援。当时的丞相王商、大将军王凤及百官商议数日也做不了决策。王凤最后对汉成帝说陈汤对西域事了解很多，可召见问他的意见。
陈汤在攻打郅支单于时患上严重的风湿病，双臂都不能伸屈。皇帝召入后免其拜礼，把段会宗的告急文书给他看。陈汤久废在家，一肚子怨气，辞诉说：“将相九卿都贤达聪明，小臣区区一个残废人，不值得问我国家大事。”成帝说：“国家有急，您不要推辞。”陈汤想了想，说出自己的看法：“臣以为肯定没有什么事，敌围自解。”成帝问其原因。陈汤说：“胡兵五个才能当一个汉兵，因为他们的兵器质量不行。最近听说他们的铸造技巧已效仿汉人得以改进，仍然是三个当一个。现在包围段会宗的乌孙兵人数不足战胜汉军，又不能久攻，不出五天，当有好消息传来。”四天之后，段会宗疏奏果然送到，报告敌围已解。由此，大将军王凤上报皇帝以陈汤为从事中郎，参决军政事宜。从陈汤一席话中，可以想见当年的汉人是那么壮勇，身高马大的“胡兵”手执利刃，三个人仅仅能敌一汉军。孰料到了南宋末期，数万宋军乘人之危，攻击几千被蒙古打败的金国兵，反而又被这些残卒败兵所打跑。
陈汤复官后，老毛病又犯，常常受人金钱为作奏章。后来王凤的政敌成都侯王商执掌朝政（王凤王商虽为兄弟，但权利之争会使父子兄弟水火不容。另，此王商不是先前的丞相王商），又指奏陈汤惑众不道和大不敬之罪，贬至敦煌。敦煌太守奏：“陈汤先前亲诛郅支单于，威行外国，不宜近边塞。”朝廷又把他迁到安定安置。
最后，还是议郎耿育上书皇帝，称陈汤“老弃敦煌，正当西域通道，令郅支遗虏所笑！至今奉使外蛮者，未尝不陈说大汉诛杀郅支单于的国威。朝廷现在贬窜功臣，使其死无其所。今国家既无文帝累年节俭富饶之畜，又无武帝枭俊擒敌之臣，独有一陈汤耳！”书奏后，陈汤得于回归长安家中，不久病死。大英雄荣耀一时，大半生落寞，毕竟是节行有亏，不能善始善终。思及种种，反倒觉得他是个真正立体的人，有功有过，能喜能忧，千载之下，凛凛犹生。正是：
“寒日征西将，萧萧万马从。吹笳覆楼雪，视纛满旗风。枪垒依沙迥，辕门压寨雄。燕然如可勒，万里愿从公。”
何如一曲琵琶好 ； ；鸣镝无声五十年？
话说回头。郅支单于被诛后，呼韩邪单于又喜又惧，上书表示又要亲自来汉朝见皇帝。元帝竟宁元年（前33年），呼韩邪单于亲身来朝，礼赐如汉宣帝时，衣服锦帛则加倍。单于顿首拜谢，又提出愿作汉朝女婿永作皇亲。“元帝以后宫良家子王嫱字昭君赐单于。单于欢喜，上书愿保塞上谷以西至敦煌，传之无穷，请罢边备塞吏卒，以休天子人民……王昭君号宁胡阏氏，生一男伊屠智牙师，为右日逐王。”
观班固所著整部《汉书》，涉及王昭君的不过寥寥三十七字。班固是东汉史学家，其书大多承袭其父班彪的六十五篇《后传》（此书是为续补《史记》），几乎就是记载当实最真实情况的信史。）到了南朝宋范晔的《后汉书南匈奴传》，有关王昭君的记载已经有所铺陈：
“初，单于弟右谷蠡王伊屠知牙师以次当（为）左贤王，左贤王即是单于储副。单于欲传其子，遂杀知牙师。知牙师者，王昭君之子也。昭君字嫱，南郡人也。初，元帝时，以良家子选入掖庭。时，呼韩邪来朝，帝敕以宫女五人以赐之。昭君入宫数岁，不得见御，积悲怨，乃请掖庭令求行。呼韩邪临辞大会，帝召五女以示之，昭君丰容靓饰，光明汉宫，顾景斐回，竦动左右。帝见大惊，意欲留之，然难于失信，遂与匈奴。生二子。及呼韩邪死，阏氏子代立，欲妻之，昭君上书求归，成帝敕令从胡俗，遂复为后单于阏氏焉。”
自古至今，有关王昭君的诗词近千首，最早当属北朝诗人庾信的《昭君辞应诏》：“片片红颜落，双双泪眼生”。众多诗篇中以杜甫和李商隐的诗句最为著名：“群山万壑赴荆门，生长明妃尚有村。一去紫台连朔漠，独留青冢向黄昏。画图省识春风面，环佩空归月夜魂。千载琵琶作胡语，分别怨恨曲中论。”（《咏怀古迹五首》杜甫）“毛延寿画欲通神，忍为黄金不顾人。马上琵琶行万里，汉宫长有隔生春。”（《王昭君》李商隐）。而支持汉朝和亲，认为王昭君幸福生活的最早当属唐朝张仲素：“仙娥今下嫁，骄子自同和，剑戟归田尽，牛羊绕塞多”。还有北宋王安石：“汉恩自浅胡思深，人生乐在相知心。”此外，今人翦伯赞也有诗：“汉武雄图载史篇，长城万里遍烽烟。何如一曲琵琶好，鸣镝无声五十年。”
究其实也，一自幼生长于湖北的年青女子，迢迢万里，自长安远赴大漠苦寒之地，背井离乡，故国渺渺，置身于一个全然不同的陌生地方。艰苦定居下来，十多年后儿子被杀，想回国又因“政治任务”被迫继续留下，按匈奴风俗又下嫁给自己的儿子辈继续做“阏氏”，对于浸染于中原文化中的一个弱女子，确实不是件容易的事。因此，万古千秋，我们都能在历史的回声中听见绝色美人王嫱微弱的、无可奈何的叹息。
公元48年，即东汉光武帝建武二十四年，匈奴又分裂为南北两部分，南匈奴汉的呼韩邪二世单于臣服斗国。南北两部匈奴互攻，南匈奴不敌，东汉就把南匈奴全部迁入长城以内，并设置护匈奴中郎将、度辽将军等职，反而派兵去保护南匈奴免受北匈奴的侵掠。
公元73年，东汉明帝永平十六年，大将窦固从