刘彻死后的谥号是武帝，如果这时候他向文景二帝一样继续妥协，那么就不会有这个谥号了。
元光六年（前129年），刘彻正式对匈奴发动全面的反击战。为什么匈奴人可以派遣小股军队入侵骚扰大汉的边界，大汉的军队就不能主动越过长城去反击呢？花钱不是问题，文景两朝的积累足够刘彻打个十几年，何况这时刘彻手下还有一个顶级的财政专家桑弘羊（此人是个经济领域的绝对天才，后面会专门说到）。算下来，跟匈奴消耗个几十年，还是玩得起的。
说干就干。万事开头难，这不仅仅是汉朝第一次反击匈奴深入草原腹地，也是华夏文明第一次尝试向北方的蒙古高原开拓。夏代的中心区域只在今天的河南一带，对河北山西的控制力都很低，不用说草原了；商代在盘庚之后才慢慢稳定下来，主要精力是在对付东夷（今天的山东和苏北）；周代通过大规模封疆建国，疆域扩展了很多，与草原部落有过摩擦，但是即使东周战国时期的李牧反击匈奴，也都是以诱敌深入然后围歼的打法为主，没有深入草原；秦代蒙恬反击匈奴，也只是在河套地区将领土推进七百余里，约合现在的三百公里。
经过精挑细选，刘彻一共选拔了四位将领——有着多年与匈奴作战经验的李广，任骁骑将军，带着他匈奴式的轻骑兵军团前往雁门（山西大同一带）；功臣子弟、汉朝杰出人物、前任太仆青年公孙贺（平定七国之乱的功臣公孙昆邪之孙），因为有优良的驾驶技术，并且掌管交通多年，所以任轻车将军，率领轻车兵集结云中（内蒙古托克托县）；曾经主持在长公主手中营救卫青行动的优秀侍卫公孙敖，任骑将军，在代郡（河北蔚县一带）集结骑兵。
此次匈奴入侵的就是上谷，上谷方向的胜败很是关键。然而，与这三个人相比，在上谷（河北张家口一带）方向的将领显得默默无闻。他就是卫青，皇帝的小舅子，任车骑将军，带着骑兵为主、轻车兵为辅的合成军队驻扎上谷。这样的安排，将领、大臣们嘴里不说，心里肯定也是嘀咕个不停。虽然说，公孙贺也是皇帝宠妃卫子夫的妹夫，但是也是官宦人家，卫青只不过是个骑奴出身。但是刘彻心里有数，这个小舅子，绝对不是凡人。
这次的反击带有明显的探路性质，每个将领手下兵种不一，而且每人只带五个营，约一万人。四路军加在一起只有四万人，任务很明确，深入匈奴腹地，能打多少打多少。
到了约定的时间，四路大军一齐出动，由集结地的各个要塞、关口和边境贸易市场出发，进入匈奴境内。
对于此次反击，匈奴人一清二楚。军臣单于对四位将领的情况也是了如指掌——李广是匈奴的老敌人了，一定要全歼李广部，活捉李广！
于是，匈奴骑兵主力集结在雁门方向，李广刚刚进入匈奴境内，就遇到了十几倍的敌人，没多久就被合围。与此同时，公孙敖在代郡反向遇上了匈奴包围圈的东线。几天后，李广军队被匈奴主力秒杀，李广被俘，公孙敖在损失七千余名骑兵后主动后撤。
而在代郡方向的公孙贺，带着坑爹的轻车部队在西线雁门的草原上行进了几天，一个匈奴人都没见到。加上轻车部队在草原上颠簸难行，也就撤退了。
然而东线上谷方向的卫青却出人意料地获得了大捷。卫青事先做好了侦察与情报工作，知道匈奴有个地方叫龙城。匈奴人的各个首领都要在每年的五月，集合在龙城举行大祭，说白了就是匈奴单于的祠堂、祖坟所在地。这样，仗就好打多了！
对于我们这些现代人，不妨这样想，把这个当成一个游戏，汉、匈两军是即时战略游戏的两个派别，每个派别都有很多的属性不一样。我们将属性归纳下，有机动性、防御力、战斗力。汉匈的战斗力相当，匈奴的机动力远远强于汉军，但是，匈奴的防御力几乎为零！因为匈奴由于生产力的限制，其聚居地，或者说城市的防御工事绝对是很原始的，甚至是不设防，相对于有着高大城墙的汉军来说，攻击或者突袭这样的聚居地就像屠城一样轻松。
果然，卫青没有辜负姐夫的期望，率领车骑兵深入蒙古境内，直捣龙城。虽然歼敌数量不超过一千，但是卫青破坏了匈奴人的祭天圣地，汉朝几十年内蒙受的耻辱可以说是一扫而光！汉朝的荣耀，开始让匈奴人感受到屈辱了。匈奴人不可战胜、单于是天之骄子的神话被一个奴仆出身的将军彻底打碎，碎得像粉。
可怜此时的李广已经在押往单于大帐的路上。两个匈奴骑兵，一人拿着渔网的一头，李广就在这个渔网中卧着，动弹不得。走了十几里，李广隐约听到那些士兵用匈奴语说什么要抓活的。嘿嘿，要抓活的。李广干脆开始装死，这下押送的士兵们急了，把李广放下来查看情况。李广微微睁眼，正好看到一匹好马，于是突然一下跳起，骑上这匹马，带着马上的弓箭一起往南逃去。匈奴人一共数百人追击，又不敢杀李广，只能追不能打。李广扯开了性子，一路将这些匈奴人当靶子打。一路上李广也逐渐收拢了些走失的其他汉军士兵，跑了几十里，终于回到了汉朝境内。
这场战役到此结束，匈奴人虽然连续击败了两支汉军部队，但是并未完全达成此战的战术目标。虽然全歼了李广部，但是没有生擒李广壮大士气；虽然击溃了公孙敖，让公孙贺无功而返，但是卫青破坏了圣地龙城。总体而言，双方是互有胜负。从宏观上看，形势明显开始偏向于汉军。
卫青的胜利，也让刘彻的威望进一步提升，群臣都说皇上善于识人。但是，公孙敖和李广这两个败军之将，不处理还是不行的。四个将军回朝之后，刘彻下令，将李广、公孙敖送交军事法庭审判；随后，卫青也被封为关内侯；公孙贺嘛，不胜不败，既没有处分也没有受罚。
李广、公孙敖以指挥不当，致使汉军蒙受巨大伤亡的罪名判处死刑。不过朝廷也不是那么不讲理，那时候没有缓刑，但是可以拿钱赎罪。于是这两家就凑了点钱，把他们给赎出去了，免了死罪，但是失去了官职，贬为庶民。
汉军的首次反击虽然有胜有败，甚至是败大于胜，但是就鼓舞士气而言，这一仗的意义是不同凡响的。尤其是卫青指挥的龙城大捷，让汉朝有了与匈奴叫板的资本。汉朝对匈奴，就在这时候正式宣战，刘彻颁布诏书，通告天下：
“夷狄无义，所从来久。间者匈奴数寇边境，故遣将抚师。古者治兵振旅，因遭虏之方入，将吏新会，上下未辑。代郡将军敖、雁门将军广所任不肖，校尉又背义妄行，弃军而北，少吏犯禁。用兵之法：不勤不教，将率之过也；教令宣明，不能尽力，士卒之罪也。将军已下廷尉，使理正之，而又加法于士卒，二者并行，非仁圣之心。朕闵众庶陷害，欲刷耻改行，复奉正义，厥路亡由。其赦雁门、代郡军士不循法者。”
表面上，这道圣旨的主题是处理战争中指挥不当的军官，实际上，其开头的“夷狄无义，所从来久。间者匈奴数寇边境，故遣将抚师”才是重点。这是在告诉大汉子民，也是在告诉匈奴——大汉再也不会向不讲信义的匈奴屈服。
匈奴的报复也随之而来，这年秋天，匈奴的骚扰日益严重，尤其是在上谷郡东边的渔阳郡（北京密云县一带）。于是武帝任命韩安国为材官将军，率领步兵加强渔阳方向的防御。
此时的韩安国已经不是当年那个意气风发的护军将军。田蚡发疯期间，他曾经以御史大夫的身份代理丞相职务。可惜田蚡刚死，原本有机会担任丞相的他经历了一场车祸，成了瘸子。汉朝只好选功臣后代薛泽为丞相，韩安国伤养好了仅仅担任中尉。
十月，为了纪念卫青取得龙城大捷，这年改年号元朔，朔就是北方的意思。没两个月，卫青又当上了舅舅，也就是刘彻的长子刘据出生了。这年三月，卫子夫因为皇长子被封为皇后，卫青成了皇帝嫡亲的小舅子。
这年，匈奴在渔阳方向的入侵似乎消停了。为了查清楚情况，韩安国组织了一支小部队进入匈奴境内抓捕了一个俘虏。根据这位俘虏的描述，匈奴已经向西北逃窜，韩安国于是放松了警惕。在农忙时节，韩安国上书中央，希望让百姓能够安心劳作，撤走一部分军队。