為了根除匈奴的侵犯，到了公元前119年，漢武帝經過充分準備後，再次派衛青、霍去病各帶五萬精兵，分兩路合擊匈奴。
衛青從定襄郡出塞，穿過大沙漠，行軍一千多裏，與匈奴的伊豐邪單於親自率領的精兵嚴陣對抗。雙方展開了一場大會戰，激戰到夜幕降臨的時候，沙漠上突然刮起一陣狂風，夾著沙礫，吹得天昏地黑。衛青頂著狂風，冒著撲麵的沙礫，命令騎兵分左右兩翼夾攻。伊豐邪單於招架不了，帶了幾百名騎兵向北突圍逃去。衛青一直追到窴顏山(26)下的趙信城，匈奴兵已經逃空，城裏貯存了不少糧草。衛青讓兵士們飽餐了一頓，把多餘的積糧燒了，才勝利回師。
另一路，霍去病也橫越大沙漠，前進兩千多裏，大破匈奴左賢王的兵馬，一直追到狼居胥山下，在那裏立了一塊石碑留作紀念。
這是漢朝規模最大、進軍最遠的一次追擊。打那以後，匈奴撤退到大沙漠以北，沙漠南麵就沒有匈奴的王庭(27)了。
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曆代兵家最高追求——封狼居胥
公元前119年，霍去病率領大軍追擊匈奴，一直追到狼居胥山。就在這裏，霍去病暫作停頓，率大軍進行了祭天地的典禮。祭天封禮於狼居胥山舉行，祭地禪禮於姑衍山舉行。
封狼居胥之後，霍去病繼續率軍深入追擊匈奴，一直打到瀚海方才回兵。經此一役，“匈奴遠遁，漠南無王庭”。霍去病和他的“封狼居胥”，從此成為中國曆代兵家人的最高追求。這一年，霍去病年僅二十一歲。