龙城大捷后……匈奴人在汉朝边境时有袭扰，元朔元年更是大举南下，先是攻破辽西杀死辽西太守，后又打败渔阳守将韩安国，劫掠汉朝百姓两千余人。元朔二年，匈奴又以二万骑兵入侵上谷、渔阳。渔阳是汉朝北部的要塞，因为战略位置重要，刘彻便派了老将韩安国去镇守。韩安国原本是梁王刘武的丞相，梁王死后，韩安国便一直在刘彻手下做事，元光二年的马邑之围，韩安国就是主将。但韩安国虽然有统帅之才，却不喜欢打仗。刘彻把他派到渔阳去防御匈奴，他没有积极布置兵力进行防御，却把征召起来的士兵全部解散，让他们回去种庄稼。匈奴人见韩安国防守松懈，这才趁机打下渔阳，对汉朝进行了一次大规模的报复。
渔阳的失手让刘彻大为震怒，这个韩安国，这都什么时候了，竟然还牵挂着种庄稼，他既然喜欢种庄稼，那好啊，就让他去当大农令吧，以后就不要打仗了。就这样，刘彻一怒之下解除了韩安国的将军之职。
渔阳的失手让匈奴人尝到了甜头，但这却激怒了刘彻，你匈奴不是喜欢跑到东边去袭扰吗，那好啊，我就从西边打你，你打你的，我打我的，看谁损失大，看谁耗得起。刘彻虽然愤怒，但头脑却没有糊涂，此时匈奴主力正汇集在东边，西边的防守比较空虚，正是夺取河套地区的有利时机。河套地区位于汉朝都城长安的北边，水草丰美，几十年来一直被匈奴占据着，汉朝历史上匈奴人几次举兵南下，烽火甘泉，兵锋直指长安，都是从河套地区出发的。所以河套地区，是一块战略要地，无异于悬置在长安头顶上的一把刀。
为了一战成功，刘彻也就不管渔阳、上谷等地了。元朔二年，刘彻派卫青率四万大军大张旗鼓地从云中出发，作势要去攻打渔阳、上谷等地的匈奴主力。军臣单于之所以袭击渔阳等地，其真正的目的其实是要激怒刘彻，逼汉军主力和匈奴进行决战。匈奴的骑兵毕竟比汉朝厉害些，若是面对面地硬碰，匈奴单于还是十分有把握吃掉汉军的。所以见卫青出兵东进，匈奴军臣单于就高兴了，哈哈，就等着你呢，你来吧，这次叫你有来无回。
匈奴单于虽然盼着卫青和他们进行决战，但卫青并没有这么做。那么卫青是怎么做的呢？卫青从云中出发后，一路大张旗鼓地造声势，让匈奴误以为他真的要去和匈奴主力决战。就当匈奴正暗自高兴时，卫青却突然收起旌旗，神不知鬼不觉绕到了匈奴军的后方，一口气攻占高阙，切断了驻守河南之地匈奴大军同单于王庭的联系。然后又率精骑倍道兼行飞兵南下，直扑陇县西，形成了对匈奴白羊王、楼烦王两部的包围。白羊王和楼烦王得到的消息是卫青大军去东边找单于大军决战去了，但卫青竟然会出现在几千里之遥的西边，这让他们十分不解。卫青这人虽然平时沉默寡言，但打仗的时候却毫不含糊，你白羊王、楼烦王比较迷惑是吧？迷惑就迷惑去吧，等你们死了，就明白是怎么回事了。白羊王和楼烦王被卫青攻了个措手不及，见势不妙，便率兵仓惶逃走。卫青大杀一通后，歼敌五千，又活捉了数千俘虏，夺取牲畜一百多万头，完全控制了河套地区。
卫青收复河套之时，二十八岁的刘彻担心战争形势，几乎每天都睡不好觉，经常从梦中惊醒。少年皇帝，一代雄主，其实也不是那么好当的。但袭取河套的作战方略是他亲自决定的，卫青既然已经出发，那就静待结果吧，谋事在人，成事在天，刘彻也没有办法去干预战争结果。
但皇天不负有心人，刘彻忧心如焚的等待终于得到了回报，当河套大捷的消息传来时，刘彻当时那个心情，差一点激动地就哭了。是啊，汉朝几代人的努力，在他手里终于取得了回报，河套平原的回归，宣布着一个新时代的到来，有了河套平原，汉朝从今往后便可以此为基地，兵锋直指匈奴王庭。河套平原是悬挂在长安上空的一把剑，但对匈奴王庭又何尝不是呢？利害之形易转，关键看河套平原掌握在谁手里。
收复河套后，刘彻在那里设置了朔东郡、五原郡，并下令修筑朔方城，然后从内地移民十万屯田戍边，河南之地，从此成为汉朝进攻匈奴的战略基地，而汉朝的疆域，也因此扩展到了内蒙古鄂尔多斯一带。由于卫青杰出的军事才能，汉军将士全甲兵而还，卫青回朝后，刘彻十分欣喜，亲自派人去迎接，并下令封卫青为长平侯，食邑三千八百户。