關於李陵投降，這個消息傳回長安之後，京城中的大臣深知漢武帝習性，知道他這次必然會勃然大怒，爲了明哲保身，不惜趨炎附勢，不斷地訴說李陵的罪責。就因爲這起事件，導致司馬遷受到了宮刑，還誅殺了李陵的三族，也許有些人覺得這樣處置有所不公，但是合乎情理。
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在這次攻打匈奴的戰役中，主將是李廣利，他是漢武帝的親信，但就因爲他的指揮不利，導致這次無功而返，並且沒有支援李陵，導致他被俘虜。因此，李廣利回到京城之後，就得需要替罪羊，而李陵恰恰可以稱爲這樣的人，百官們爲了討好漢武帝，就一味的掩蓋李廣利戰爭的不力，以及掩蓋李陵拼死抵抗的事實，更多的是講訴李陵投降的事情，這樣的話，漢武帝會選擇相信哪一方呢?一方是自己的親信和百官，而另一方是縹緲的事實，很明顯，他會選擇前一者，爲了安撫百姓，他就得做出決斷，那就是重罰李陵一家，將其誅殺。
而從李陵的角度看，本來他提議帶5千步兵去攻打匈奴，就是爲了改變這個局面。雖然在西漢剛剛建立的時候，大將樊噲曾提議，說自己可以率領10萬大軍，足以掃平匈奴，但是遭到了季布的否定，認爲他可以被斬首。因爲在他們的眼裏，10萬大軍根本不足以掃平匈奴，未免有點以卵擊石，而李陵只不過是率領5千兵力，而且還是步兵，在草原上，匈奴的衆多起兵足以掃平一切。雖然李陵的出發點是好的，但是卻得不到漢武帝的信任，致使他缺乏補給，這也就成了他失敗的一個原因。
就是因爲誅殺了李陵的三族，導致李陵根本就不願迴歸祖國，但他在日後的餘生，也沒有過率領一次匈奴軍去攻打漢，可見李陵還是忠心的。
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在公元前99年，李陵率領着5千步兵孤軍深入到匈奴境內，與敵軍十來萬大軍戰鬥了十多天。關於這場戰役，其艱辛程度出乎常人想象，被逼無奈，其主將李陵只好投降。
這場戰爭十分的慘烈，可以說在中國歷史上也是少有的。漢將李廣利率三萬大軍去攻打匈奴，而李陵只是率領五千步兵，從居延出發，一直往北走，想要偷襲大廷。但是在不久之後，他遭遇了單于親自率領的3萬精兵，在李陵軍隊裏，大多都是劍客等人，平常的驍勇善戰，看到敵軍的數量遠遠超於自己的數量，也不怎麼驚慌。李陵知道這是一場硬戰，就命人以大車爲營，擺好陣勢，準備迎敵。匈奴大軍覺得漢軍人少，就打算橫衝直撞，由於李陵的陣勢好，先由弓箭手射擊，使敵軍混亂，然後在他們逃跑的時候，乘勝追擊，此戰消滅了數千個匈奴人。
單于覺得這批漢軍很善戰，就連忙就地請求支援，招到了8萬的騎兵。眼看匈奴騎兵越來越多，於是，李陵就命令士兵們向南退，一路打回去。在撤退的過程中，李陵抓住機會，多次重創敵軍，消滅了一萬左右匈奴騎兵。
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單于覺得自己軍隊受傷慘重，已經萌生了退意，但命運弄人，漢軍出了一個叛徒，由於此人對自己上級的不滿，就一氣之下投奔到了匈奴帳下。並告訴他們，漢軍是沒有後援，糧草好弓箭都早已用盡。於是，匈奴聽了之後，發動急攻，雖然漢軍又斬殺了數千匈奴人，但是帶來的弓箭已經用光了。
到了晚上，李陵自知自己這邊沒有任何補給，糧食和弓箭也不足了，就整頓部下，還是有一千餘人。下令大家四處逃跑，能逃一個是一個。李陵率領數十個逃跑，但是沒逃多久，就遭受到了匈奴大軍的追捕，李陵就被俘虜，日後，就投降於匈奴。
