漠北一战，两路汉军虽然仅仅损失了两万多将士，相较于斩获而言，损失并不算太大，但由于长途奔袭，战马损失却极为惨重，当初有十四万匹公私之马随军出征，结果等到大军凯旋，却只剩下了三万多匹。
当然，相较于汉军的损失，匈奴方面更惨，此战匈奴单于和左贤王损失主力多达九万余人，尤其是左贤王，其主力几乎被全歼。
当初，伊稚斜单于战败而逃之后，一路只顾逃命，结果与部众失散十余日，以致于被误认为战死沙场，右谷蠡王随之自立为单于。直到十几天后，伊稚斜单于得知汉军已经南撤，这才重新复出，与匈奴各部建立联系，右谷蠡王得知消息，又连忙自去单于之号，匈奴王庭的混乱与狼狈状态由此可见。
由于大量主力被歼、大批人口物资丧失，伊稚斜虽然仍居单于之位，但他的影响力和权威却遭到了沉重打击，已经大不如前。更重要的是，随着左、右贤王两只臂膀被彻底斩断，如今只剩下了匈奴单于悬孤漠北。
伊稚斜单于鉴于本部损失惨重，担心日后再次遭到汉朝打击，也不敢继续再在大漠以北立足，不久便下令将单于庭继续向西北方向迁徙，从而形成了“漠南无王庭”的局面。
随着匈奴势力的迅速衰退，匈奴对于西域诸国和乌桓等部落的影响力亦大为减弱，尤其是位于汉朝东北部的乌桓，随着左贤王部的惨败，乌桓被彻底从匈奴的奴役下解放了出来。
自西汉初期，冒顿单于击败东胡，势单力孤的乌桓便就此深受匈奴的奴役，每年都要向匈奴单于进献大量牲畜皮革、牛羊战马等物资，若是有丝毫的违拗，轻者没收其妻子为奴婢，严重时更会遭到武力镇压。
漠北之战后，随着匈奴势力被逐出漠南，乌桓为了摆脱匈奴的奴役，遂选择了臣服于汉朝。汉武帝闻之大喜，将上谷、渔阳、右北平、辽西、辽东等五郡以北，原本属于匈奴的大片肥沃草原赏赐给了乌桓人，乌桓随之南迁到五郡塞外驻牧，汉朝始置护乌桓校尉，持节监护乌桓各部，防止乌桓与匈奴来往。如此一来，乌桓不仅成为了横在汉朝东北部的一道屏障，使得汉朝边塞日趋安定，日后甚至还曾多次协助汉朝共同攻打匈奴。
至于汉朝，则趁机将抵御匈奴的防线向北延伸到了阴山以北区域，巩固了对河南地和河西之地的统治，同时开始将影响力向西域一带延伸。
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