經(jīng)過一年多的休整，西漢軍隊補充完整，漢武帝準備征討南越。

    呂嘉殺死趙興之后，立趙嬰齊和南越人妻子所生的長子趙建德為新的南越王，并派人告知了南越國的諸侯蒼梧王趙光及南越國屬下的各郡縣官員。這時韓千秋的軍隊進入南越國境內，攻下幾個邊境城鎮(zhèn)。隨后，南越人佯裝不抵抗，并供給飲食，讓韓千秋的軍隊順利前進，在走到離番禺40里的地方，南越突然發(fā)兵進攻韓千秋的軍隊，把他們全部消滅。呂嘉又讓人把漢朝使者的符節(jié)用木匣裝好，并附上一封假裝向漢朝謝罪的信，置于漢越邊境上，同時派兵在南越邊境的各個要塞嚴加防守。漢武帝得知后，非常震怒，他一方面撫恤戰(zhàn)死者的親屬，一方面下達了出兵南越國的詔書。

    漢武帝調遣罪人和江淮以南的水兵共10萬人，兵分五路進攻南越。第一路任命路博德為伏波將軍，率兵從桂陽沿湟水直下。第二路任命主爵都尉楊仆為樓船將軍，從豫章郡過橫浦關沿湞水直下。第三路和第四路任命兩個歸降漢朝的南越人鄭嚴和田甲分別為戈船將軍和下厲將軍，率兵從零陵出發(fā)，然后鄭嚴的軍隊沿漓水直下，田甲的軍隊則直抵蒼梧。第五路以馳義侯何遺利用巴蜀的罪人和夜郎的軍隊，直下牂柯江。但西南夷國家多不愿出兵，甚至且蘭的君主還公然反抗，殺死了漢朝使者和犍為郡太守。五路軍隊的最終目標皆為南越國的都城番禺。與此同時，東越王余善也向漢武帝上書請戰(zhàn)，并派兵8000人協(xié)助楊仆進攻南越國，但東越王的軍隊行至揭陽時，便借口遇上風浪而不再前進，還暗中派使者向南越國報信。

    楊仆率領精兵，搶先攻下尋峽，然后攻破番禺城北的石門，繳獲了南越國的戰(zhàn)船和糧食，乘機向南推進，挫敗南越國的先頭部隊，率領數(shù)萬大軍等候路博德的軍隊。路博德率領被赦的罪人，路途遙遠，與楊仆會師時才到了一千多人，于是一同進軍。楊仆率軍隊在前邊，一直攻到番禺，趙建德和呂嘉都在城中固守。楊仆選擇有利的地形，將軍隊駐扎在番禺的東南面，天黑之后，楊仆率兵攻進番禺城，放火燒城。而路博德則在城西北駐軍，派使者招降南越人，南越人久聞路博德的威名，于是紛紛投奔路博德的旗下，黎明時分，城中的南越國守軍大部分已向路博德投降。呂嘉和趙建德見形勢不妙，在天亮之前率領幾百名部下出逃，乘船沿海往西而去。路博德在詢問了投降的南越人之后，才知呂嘉和趙建德的去向，并派兵追捕他們。最后，趙建德被路博德的校尉司馬蘇弘擒獲，而呂嘉被原南越國郎孫都擒獲。

    呂嘉和趙建德被擒之后，南越國屬下各郡縣包括蒼梧王趙光，桂林郡監(jiān)居翁，揭陽縣令史定等皆不戰(zhàn)而向漢朝投降。鄭嚴和田甲的軍隊，以及何遺調動的夜郎軍隊還未到達，南越國已經(jīng)被平定了。這樣，由趙佗創(chuàng)立的南越國、五代南越王之后，終于被漢朝消滅了。當平定南越的捷報傳給漢武帝時，漢武帝正在前去視察緱氏縣的途中，于是漢武帝在桐鄉(xiāng)設立了聞喜縣。呂嘉被漢軍處死后將其首級呈送給漢武帝，當時漢武帝行至汲縣新中鄉(xiāng)，于是漢武帝又在新中鄉(xiāng)設立了獲嘉縣。同年，趙建德也被處死，其首級高懸在漢朝皇宮的北闕上。其后漢武帝還在益州郡設立嶲唐、不韋兩縣，將呂嘉的子孫和宗族遷徙過去，以絕南越后患。漢武帝在平定南越國后，將南越國領地設置了南海、蒼梧、郁林、合浦、交趾、九真、日南七郡。楊仆率軍從合浦郡徐聞縣渡海，占領了海南島。漢朝將其設為儋耳、珠崖兩郡，和前面七郡同隸屬于交州刺史部。

    漢武帝決心進攻閩越國，他以畏懦罪殺了避閩越兵鋒而撤退的大農張成和故山州侯劉齒，調遣四路大軍圍攻閩越國。第一路由楊仆率領，出武林，由崇安分水嶺入閩；第二路由橫海將軍韓說率領，出句章，乘船由海路進攻東冶；第三路由中尉王溫舒率領，經(jīng)梅嶺，入閩西.第四路由越侯為戈船、下瀨將軍率領，出若邪、白沙，進攻閩越東北。

    面對漢軍進攻，余善前往漢陽督戰(zhàn)，指揮東越軍抗擊漢軍。他派徇北將軍守武林，敗樓船軍數(shù)校尉，殺長吏。但漢軍馬上反擊，樓船將軍率軍斬殺徇北將軍，逼得東越軍節(jié)節(jié)敗退。不久，四路漢軍都進入福建境內。

    在戰(zhàn)況不利情況下，余善統(tǒng)兵固守天險泉山。原留居漢朝的越衍侯吳陽奉漢廷命回閩越勸余善放棄抵抗，但余善不聽。吳陽便率領本邑兵700人攻占漢陽城，使余善腹背受敵。面對漢軍的強大攻勢，閩越貴族內部分化，余善勢孤力單，不得不放棄泉山，逃回冶都.

    漢武帝遣樓船將軍楊仆領兵七千從齊地橫渡渤海，右將軍荀彘領兵五萬出遼東，水陸兩路同時進攻衛(wèi)氏朝鮮，右渠發(fā)兵扼守險要地勢。左將軍率先發(fā)起進攻，遭遇失敗，漢軍潰散，退回遼東。隨后楊仆率水師七千人抵達王險城，守軍發(fā)現(xiàn)漢軍人數(shù)不足，隨即發(fā)起進攻，漢軍敗退，楊仆逃入山中十余天，重新聚集潰散的部眾。左將軍荀彘再次進攻朝鮮駐扎以西的軍隊，未能取得勝利。

    漢武帝見強攻不能取勝，于是派遣衛(wèi)山出使朝鮮，以兵威勸說右渠投降。右渠見到漢使就叩首謝罪，表示愿意歸降漢朝，派太子入漢為質，并派遣一萬五千人護送太子入漢，剛到達邊境，左將軍荀彘、漢使衛(wèi)山恐其生變，告誡朝鮮太子不要帶兵入境，朝鮮太子心生恐懼，又率眾退回。

    漢武帝見招降失敗，命令荀彘、楊仆再次強攻，左將軍荀彘擊敗了朝鮮在以西的守軍，開進到王險城下，駐扎在城的北面，樓船將軍楊仆亦抵達王險城，駐扎在南面，漢軍強攻數(shù)月也未能破城。左將軍荀彘猛攻王險城，朝鮮人于是私下約定投降樓船將軍楊仆，荀彘將罪責歸咎于楊仆，認為他只想講和，不肯出力。漢武帝派原濟南郡太守公孫遂協(xié)調兩軍關系，公孫遂私下與荀彘合謀，抓捕楊仆奪其兵權，交由荀彘指揮，兩軍再次猛攻王險城。公孫遂將此事稟報漢武帝，武帝下令將其誅殺。朝鮮大臣尼溪相參派人殺死衛(wèi)右渠，開城獻降，衛(wèi)滿朝鮮滅亡。