这场战役的胜利，不仅打击了匈奴的嚣张气焰，也为汉朝在与匈奴的战争中赢得了重要的战略优势，为后续的军事行动奠定了坚实的基础。同时，卫青也因这场战役的辉煌战功，被汉武帝拜为大将军，成为汉军的最高统帅。
元朔二年（公元前 127 年），匈奴左贤王集结大量兵力，进犯上谷、渔阳。他们先是攻破辽西，杀死辽西太守，接着又击败渔阳守将韩安国，大肆掳掠百姓两千多人。
汉武帝敏锐地察觉到这是一个转守为攻、夺回河套地区的契机。他命令李息从代郡出击，正面牵制匈奴，吸引楼烦王主力南下，从而让出长城以北黄河以南的区域。当时，楼烦王、白羊王和匈奴王庭的联系主要依靠朔方郡中转。
卫青趁机率领骑兵从云中郡出发，在秦长城的掩护下，沿着黄河向西迂回穿插。他事先派轻骑兵仔细探查路线，做好了充足准备。卫青率领的军队如同幽灵一般，在匈奴各部的缝隙之间悄然行进，彻底切断了驻守河南地（河套地区）的匈奴白羊王、楼烦王与单于王庭的联系。
随后，卫青率精骑如神兵天降般出现在河套匈奴各部的背后，以迅雷不及掩耳之势迅速南下突击。白羊王和楼烦王在毫无防备的情况下，顿时陷入混乱。他们根本来不及组织有效的抵抗，就被汉军的迅猛攻势打得溃不成军。若不是因为河套地区地势开阔，难以实现彻底合围，这两位匈奴王恐怕都要被卫青俘虏，最终他们仅率领少数亲兵仓皇逃回匈奴。
此役卫青大军歼灭匈奴数千人、俘虏匈奴精锐斥候三千多人，缴获牛羊达百万头，成功收复了水草丰美、地形险要的河套地区。汉军还活捉了许多敌兵，夺取了数百万头牲畜，几乎是“全甲兵而还”，自身伤亡极小。
战后，汉武帝在河套地区修筑朔方城，设置朔方郡、五原郡，并从内地迁徙十万人到此定居。同时，还修复了秦时蒙恬所筑的边塞和沿河的防御工事。这不仅解除了匈奴骑兵对长安的直接威胁，也建立起了汉朝进一步反击匈奴的前沿基地。
河朔之战中，卫青展现出了卓越的军事才能和指挥艺术。他采用的“迂回侧击”战术，出其不意地打乱了匈奴的部署，充分发挥了汉军骑兵的机动性和战斗力，为汉朝在与匈奴的战争中赢得了重要的战略优势。这场战役是汉朝对匈奴作战的一次重大胜利，极大地鼓舞了汉军的士气，扭转了汉匈之间的战略态势。
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