四年春，貳師來(lái)至京師，貳師所過(guò)小國(guó)，聽(tīng)說(shuō)大宛已破，皆使其子弟從入貢獻(xiàn)見(jiàn)天子。因留為人質(zhì)。
此次出征，軍中并不乏食，戰(zhàn)死者也不甚多。然而失亡彌多，是因?yàn)閷㈩I(lǐng)貪暴，不愛(ài)惜士卒，因而物故者眾。天子認(rèn)為萬(wàn)里出征，不錄其過(guò)于是下詔封李廣利為海西侯。封趙弟為新畤侯。以上官杰為少府，軍官吏為九卿者三人。諸侯相郡守二千石百余人。千石以下千余人。因激憤而從軍的官過(guò)其望，以謫過(guò)而從軍的則免其過(guò)而不敘其勞。士卒賞賜值四萬(wàn)錢(qián)。
匈奴聞貳師征大宛，想在半路截?fù)?，但貳師兵盛，不敢當(dāng)其鋒，即遣騎兵去樓蘭道，等候后過(guò)的漢使，欲絕其道。當(dāng)時(shí)漢軍軍正任文將兵屯玉門(mén)關(guān)，捕得生口，以狀上聞?；噬显t任文便道捕樓蘭王，將要旨闕簿責(zé)，樓蘭王說(shuō)：“小國(guó)在大國(guó)之間生存，不兩面討好無(wú)以自安。愿遷徙國(guó)民，入居漢地?！被噬弦云溲詾橹?，遣歸國(guó)。亦派使者候伺匈奴。匈奴自此不甚親信樓蘭。
自大宛破后，西域震懼，漢使入西域者更容易得到官職。于是自敦煌西至鹽澤，往往起建亭障，而輪臺(tái)渠犂，皆有田卒數(shù)百人，置使者校尉領(lǐng)護(hù)。以供給出使國(guó)外的使者。
后歲余，宛貴人以為昧蔡善諛，使我國(guó)遭屠，乃相約殺昧蔡，立毋寡昆弟蟬封為宛王。而遣其子入伺于漢。漢因派使者賄賜以鎮(zhèn)撫之。蟬封與漢約，歲獻(xiàn)天馬二匹。
秋，起明光宮。
冬，皇上行幸回中。匈奴呴犁單于死。匈奴立其弟左大都尉且鞮侯為單于。
天子欲因伐宛之威，圍困胡虜。就下詔說(shuō)：“高皇帝為朕留下了平城之憂，高后時(shí)，單于書(shū)絕悖逆，昔齊襄公復(fù)九世之仇，春秋以為大義?！鼻翼L侯單于初立，恐漢襲擊他，就說(shuō)：“我是兒子安敢望漢天子，漢天子，是我丈人輩的人，我尊敬他?！币?qū)?dāng)初留置不遣又不肯投降的漢使路充國(guó)等放歸。
天漢元年，春正月。皇上行幸甘泉，郊祭泰畤。三月，行幸河?xùn)|，祠后土。
皇上感于匈奴單于之義，遣中郎將蘇武護(hù)送留在大漢的匈奴使節(jié)歸國(guó)。并厚賄單于，答其善意。蘇武與副中郎將張勝及假吏常惠等一道前去。既至匈奴，將財(cái)物交付單于，單于益加驕橫，漢希望他回心轉(zhuǎn)意的愿望是落空了。
正好這時(shí)匈奴的緱王與長(zhǎng)水的虞常等將聯(lián)合衛(wèi)律所將的歸降匈奴的軍隊(duì)，思謀劫單于的母親歸漢，衛(wèi)律，父親是故長(zhǎng)水的胡人，衛(wèi)律與協(xié)律都尉李延年相善，李延年薦衛(wèi)律出使匈奴，出使還都，聞李延年家收斬，遂亡降匈奴。單于愛(ài)之，常與他計(jì)議國(guó)事，立為丁零王。虞常在漢時(shí)，與副使張勝相善，這時(shí)私下里約會(huì)張勝說(shuō)：“聽(tīng)說(shuō)天子甚是怨恨衛(wèi)律，虞常能為大漢伏弩刺殺他。我的母親兄弟在漢，希望能有幸蒙其賞賜?！睆垊僭S諾了他，并送給他一些財(cái)物。后月余，單于出獵，只有其母親子弟在，虞常等七十余人，將要發(fā)難，不想有一人臨陣退縮，逃走告變，單于子弟等發(fā)兵與之對(duì)戰(zhàn)，緱王等皆戰(zhàn)死，只有虞常被生得。單于使衛(wèi)律按治其事，張勝聞變，恐怕與虞常接頭的事被發(fā)覺(jué)，只好將前情告訴蘇武，蘇武說(shuō)：“事已至此，必定會(huì)連累到你我，事發(fā)必死，只是有負(fù)國(guó)家重望?！闭f(shuō)完就要自殺，張勝與?；菀坏雷柚顾抛髁T。
虞常果然招出了張勝，單于大怒，招諸貴人商議，欲殺漢使者左伊秩訾說(shuō)：“他們只是謀殺衛(wèi)律，又沒(méi)有親行其事，罪不至死，不如使他們歸降大王。”
單于以為然，使衛(wèi)律招蘇武，勸其歸降。將行，蘇武對(duì)?；莸热苏f(shuō)：“屈節(jié)辱命，雖活著，又有何面目歸漢？”因引佩刀自刺。衛(wèi)律大驚，親自抱持蘇武，馳馬招醫(yī)。
蘇武既至單于廷，單于使人鑿地為坎，下置火爐，使蘇武平躺于火上，令人在上蹈其背，其背出血，蘇武氣絕。半日復(fù)蘇、?；莸瓤拗鏊麣w營(yíng)。單于壯其氣節(jié)，朝夕遣人候問(wèn)蘇武，卻將張勝收系入獄。等到蘇武將要痊愈了，單于派使者前去向蘇武傳達(dá)勸其歸降的意愿，并將蘇武請(qǐng)到了判決虞常的現(xiàn)場(chǎng)。想要借此要挾蘇武投降。
劍斬虞常后，衛(wèi)律說(shuō)：“漢使張勝謀殺單于近臣，其罪當(dāng)死。但單于有令，肯降者可赦免其罪，”說(shuō)完舉劍將要擊殺張勝，張勝請(qǐng)降。衛(wèi)律對(duì)蘇武說(shuō)：“副手有罪，正職理當(dāng)相坐?！?br/>
蘇武說(shuō)：“本來(lái)就沒(méi)有參與，又不是親屬，何來(lái)相坐之說(shuō)？”
衛(wèi)律起身，舉劍做砍向蘇武狀，蘇武凜然不動(dòng)。
衛(wèi)律無(wú)奈說(shuō)：“蘇君，衛(wèi)律前日負(fù)漢歸匈奴，幸蒙大恩，賜號(hào)稱(chēng)王，擁眾數(shù)萬(wàn)，馬畜彌山，富貴如此。蘇君今日降，明日也會(huì)和我一樣不降的話，空自以身歸草野，又有誰(shuí)知道呢？”蘇武不應(yīng)。衛(wèi)律又說(shuō):“蘇君如果因我而降，我愿與君結(jié)為兄弟富貴共之。若不聽(tīng)我言，以后想要見(jiàn)我，也是不可能的了?！?br/>
蘇武罵衛(wèi)律說(shuō)：“你為人臣子，不顧恩義，畔主背親，在蠻夷為降虜，我見(jiàn)你干什么？況且單于相信你，使你決人生死，你不平心持正，反要斗兩主，觀禍敗。你記住了，南越殺漢使，屠為九郡。宛王殺漢使，頭懸北闕。朝鮮殺漢使，即時(shí)誅滅。只有匈奴還沒(méi)發(fā)生這事。你明知我不會(huì)歸降，只不過(guò)欲令兩國(guó)相攻罷了。匈奴之禍將自我蘇武開(kāi)始了?！?br/>
衛(wèi)律知道蘇武終不可脅之使降，就將情況告訴單于，此時(shí)單于更加希望說(shuō)降蘇武，就將蘇武幽囚在大窖中，絕其飲食，當(dāng)時(shí)天下大雪，蘇武臥地啃雪，與氈毛塊一起咽下，得以數(shù)日不死，匈奴以為他有神助，就將蘇武遷徙到北海之上無(wú)人之處，使其放牧羝羊，并說(shuō)，哪一天羝羊產(chǎn)奶了，就放他回去，羝羊是公羊，不能產(chǎn)奶，故有此說(shuō)。將蘇武的從屬官常惠等分別安置到其他地方，不使見(jiàn)面。
五月，赦天下。發(fā)謫戍兵屯五原。浞野侯趙破奴自匈奴亡歸。是歲，濟(jì)南太守王卿為御史大夫。