第一次汉元狩二年(公元前121年)春,西汉与匈奴河西之战中的一次远程进攻战。
西汉连续取得河南,漠南之战(参见河南之战、漠南之战)的胜利,匈奴单于及右贤王部远遁大漠以北。对西汉威胁较大的河西走廊匈奴势孤力单。武帝刘彻抓住这一有利时机,对河西(今河西走廊和湟水流域)匈奴浑邪王、休屠王等部发起进攻。二年春,武帝以霍去病为骡骑将军,率精骑万人,自陇西(郡治狄道,今甘肃临洮)出发,进击河西匈奴。经过乌盩山(今甘肃天祝藏族自治县中部之乌鞘岭),破遫濮王部众。渡狐奴水(今甘肃石羊河),历五个王国,对降服者予以安抚,对抵抗者则击破,几乎俘虏单于之子。转战六日,过焉支山(今甘肃山丹东南之大黄山)向西北进击千余里,击杀匈奴折兰王,卢胡王,虏浑邪王之子及相国、都尉,获休屠王之祭天金人,共斩获8900余人。
汉元狩二年春,汉军取得第一次河西之战(参见第二次河西之战)胜利后,为保证作战突然性,稍事休整,于同年夏,发起第二次河西(今河西走廊和湟水流域)之战。以骠骑将军霍去病、合骑侯公孙敖率数万骑兵出北地(郡治马岭,今甘肃庆阳西北),分两路进击河西匈奴。以郎中令李广、卫尉张骞率部出右北平(郡治平刚,今辽宁凌源西南)为次要出击方向,牵制左贤王。霍去病率精骑渡黄河后,沿沙漠南缘,向西北迂回至居延泽(今内蒙古额济纳旗北),又转向西南,沿弱水(今甘肃纳林河)转向西南至小月氏(今甘肃敦煌市南湖镇旧关遗址西南),又转向东,至祁连山(今甘肃肃南裕固族自治县中部,酒泉市南),大破酋涂王。然后经狐奴水(今甘肃石羊河)、乌盩山(今甘肃乌鞘岭)而回到陇西郡(治狄道,今甘肃临洮)。前后降俘6500人,其中包括单桓王、稽沮王、呼于屠王,酋涂王及五王母、单于阏氏和王子59人,相国、将军、当户、都尉63人,斩遫汉王等3.2万余级。汉军亦损失十分之三。公孙敖因迷失方向,未能如期与霍去病军会合。李广部4000骑出右北平数百里,因张骞部未能按时出塞,被左贤王4万骑包围(参见李广、张骞击匈奴左贤王之战)。李广以圆阵对外防御,激战二日,死伤过半。张骞部赶到,左贤王才解围而去。汉军亦归。战后,伊穉斜单于怒休屠王、浑邪王,欲召至单于庭诛之。二王恐惧,遂请降于汉。休屠王悔,浑邪王杀之,率4万余众降汉(参见霍去病迎浑邪王降汉之役)。河西走廊之匈奴基本肃清。汉廷遂减北地以西戍卒之半。