两个月之后，霍去病又领兵继续北进，当大军跨过一条宽约三百里的沙漠地带后，正式进入了匈奴的漠北地区，刚进了漠北，他们就遇到了一股强有力的敌袭，匈奴左贤王所部、匈奴屯头王所部，以及匈奴韩王所部共约十万人，联合阻击霍去病大军继续北进。
遭遇与自己军队人数一样的敌袭，霍去病不惊反喜道：“匈奴人终于还是沉不住气了。”
霍去病自十八岁领兵以来，数年间历经大战三场，中小战事上百余场，无论对面敌人是众是寡，也无论面临何种境遇，他都身兼士卒一往无前，至今所向披靡、未尝败绩，在他手下效命的将士，无论是赵破奴、高不识、公孙敖等将领，还是其他普通士卒，经过这大小上百场战争的洗礼，如今一个个也如霍去病一般，无论面对多少敌人，也无论战场形势如何，始终信心百倍，无所畏惧，有这样一支战意盎然、心如磐石且身经百战的铁军，又焉有不胜之理？
很快，匈奴左贤王所部、匈奴屯头王所部，以及匈奴韩王所部三方势力，就被霍去病麾下铁骑打得溃不成军。最终，除三万敌军狼狈溃逃之外，匈奴屯头王、匈奴韩王以及这支匈奴军中的高官、大将等八十三人被俘，其余七万敌军普通士卒，全被汉军斩杀，不留一个俘虏！其实这也不能全怪霍去病残忍，只是这里已经远离汉地三千多里，根本就没有能力来押解着一众俘虏继续行军。与其拖着这些随时都有可能逆反的俘虏隐患行军，还不如直接杀了省事，这也是霍去病的一贯方针。对待敌方，他从来也不是一个心善之人，也从来不会为了一些身后虚名，而让自己在征战过程中束手束脚。战争本就残忍，为了最后的胜利，一切无所不用其极，才是战争原有的样子。