在同年夏季的攻勢(shì)中，霍去病與合騎侯公孫敖從北地郡（今甘肅環(huán)縣）率軍分路進(jìn)軍。公孫敖迷路遲到，未能與霍去病會(huì)和?；羧ゲ」萝娚钊?，遠(yuǎn)涉浚稽山南的湖澤，越過居延海（今內(nèi)蒙古阿拉善盟額濟(jì)納旗內(nèi)），過小月氏，攻抵祁連山（也有說法是今新疆哈密的東天山），俘獲得單于單桓、酋涂王，收降其相國、都尉以下的降者二千五百人。在此役中，漢軍共斬得匈奴軍首級(jí)三萬二百級(jí)，生擒匈奴五王，五王母，匈奴單于的閼氏及王子五十九人，相國、將軍、當(dāng)戶、都尉六十三人，讓匈奴的實(shí)力受到一次極大的打擊，而漢軍自身折損約十分之三。武帝得到捷報(bào)后，加封霍去病食邑五千四百戶。
而跟隨霍去病出征至小月氏的校尉都被封為左庶長(zhǎng)，其部下趙破奴、高不識(shí)及仆朋均被封侯。
此役后，西北邊境幾乎沒有匈奴進(jìn)犯。漢武帝于是減少了隴西、北地、上郡戍守之兵的一半，使全國百姓的徭役負(fù)擔(dān)得到寬緩。從此，漢朝控制了河西地區(qū)，為打通內(nèi)陸通往西域的道路奠定了基礎(chǔ)。匈奴為此悲歌道：“失我祁連山，使我六畜不蕃息；失我焉支山，使我嫁婦無顏色?！?/div>
霍去病用兵靈活，注重方略，不拘古法，善于長(zhǎng)途奔襲、快速突襲和大迂回、大穿插、殲滅戰(zhàn)，為漢武帝時(shí)期的軍事擴(kuò)張做出重大貢獻(xiàn)。在西漢前期的漢匈戰(zhàn)爭(zhēng)中，匈奴總是集中兵力突然進(jìn)攻，來去如風(fēng)，使?jié)h軍難以組織反擊。因此，漢王朝長(zhǎng)期處于被動(dòng)挨打的局面。到漢武帝時(shí)期，衛(wèi)青、霍去病對(duì)匈奴的軍事組織狀況有深入的了解，所以，他們?cè)趯?duì)匈奴作戰(zhàn)時(shí)，并不組織數(shù)十萬大軍打堂堂之陣，而是組織人數(shù)不多的數(shù)萬騎兵長(zhǎng)途奔襲，直搗王庭。這樣的戰(zhàn)法，使匈奴來不及召集分散在草原上放牧的男性青壯年組成軍隊(duì)，保衛(wèi)王庭或單于庭的親軍衛(wèi)隊(duì)也無法抵抗數(shù)萬騎兵的進(jìn)攻，而王庭、單于庭等首腦部一旦被打散，匈奴也無法再組織有效的反擊。所以，衛(wèi)青、霍去病在對(duì)匈奴作戰(zhàn)中總能取勝。
霍去病墓位于陜西省興平市茂陵東北一公里處，是漢武帝劉徹的重要陪葬墓。墓為一仿祁連山形狀的土冢，底部南北長(zhǎng)101.5米，南寬56.70米，北寬58.40米，高18.38米，占地面積5841.33平方米。墓前列立著大型圓雕石刻“馬踏匈奴”。此外，尚有石刻躍馬、臥象、伏虎、石人、怪獸吞羊、人抱熊、野豬等10余件。作品刀法洗煉，形神兼?zhèn)洌L(fēng)格淳渾古樸，是西漢石雕的代表作品，也是國內(nèi)保存比較完好的古代成組大型石刻杰作。
