根據(jù)使節(jié)的報(bào)告，大宛國(浩罕，首府貴山城)有一種稱為“汗血馬”的良馬，藏在貳師城(首府貴山城東南100公里)。漢武帝劉徹心動，派出以車合為首的使節(jié)團(tuán)，帶著千兩黃金跟一個用黃金鑄成的馬匹塑像，請求交換。大宛王毋寡跟他的高級官員們計(jì)議，貳師城的馬是國寶，不能平白送人。遂決定拒絕中國使節(jié)團(tuán)的要求。車合碰了釘子后，又羞又怒，竟然胡言亂語地大罵了一通，并把帶去的金馬用鐵錘擊碎，揚(yáng)長而去。大宛王國不能忍受這種污辱，遂下令郁成城的郁成王把使節(jié)團(tuán)攔住，全部屠殺，所帶的東西也全部奪得。
消息傳來，劉徹大怒，決心報(bào)復(fù)。正好這個時候，劉徹的愛姬李夫人，想封她娘家侯爵，而找不到適當(dāng)借口?，F(xiàn)在機(jī)會到了。于是任命李夫人的哥哥李廣利為“貳師將軍”,率領(lǐng)數(shù)萬人遠(yuǎn)征大宛王國。
西征兵團(tuán)渡過鹽水(羅布泊),沿途各小國都城門緊閉，武裝守衛(wèi)，拒絕供應(yīng)飲食糧秣。李廣利邊攻邊走，到了郁成城(蔥嶺西側(cè))數(shù)萬戰(zhàn)士不過只剩下十分之一二，而且疲憊饑餓，無法再進(jìn)攻堅(jiān)城。郁成王縱兵迎戰(zhàn)，西征兵團(tuán)大敗。李廣利請求班師回京，容以后再舉兵。劉徹火冒三丈，派使節(jié)飛馳玉門，下令：“敢進(jìn)來一步的，斬！”李廣利十分惶恐，就留屯敦煌。
就在這個時候又傳來浞野侯趙破奴的受降兵團(tuán)全體投降匈奴汗國的消息。全國震驚。公卿們向劉徹建議，對大宛國暫緩進(jìn)攻，用全力對付匈奴。劉徹認(rèn)為既已出動大軍，連大宛國這么小的國家都不能制服，那么大夏國(藍(lán)市城)等對中國一定看不起。不但得不到汗血馬，而且烏孫國(今新疆伊寧),輪臺國(今新疆輪臺)更可能虐待中國使節(jié)團(tuán)，中國將成為外國的笑料。于是，對主張中止大宛戰(zhàn)役的鄧光等官員，一律當(dāng)罪犯處分。天下騷動。有50多名指揮官先后奉命伐宛。僅一年多，前往敦煌(今甘肅敦煌)報(bào)到的就有6萬多人，籌集牛、馬各10萬頭與3萬匹，其他東西也都十分充實(shí)。獲悉大宛國首都貴山城城里沒有水井，水源靠城外河川。于是又抽調(diào)水利工程人員隨軍行動，準(zhǔn)備把城外河川改道，使貴山城成為墓穴。為求萬無一失，劉徹又下令征調(diào)18萬正規(guī)軍進(jìn)駐酒泉(今甘肅酒泉),張掖(今甘肅張掖)以北。另在居延(居延海),休屠(今甘肅民勤北)筑城屯兵，防備匈奴突襲。然后又下令合于“七科”的男子一律入營，自帶糧食到李廣利那里去報(bào)到。還任命馬術(shù)專家2人分別擔(dān)任執(zhí)馬校尉(捕馬指揮官)和驅(qū)馬校尉(護(hù)馬指揮官),準(zhǔn)備攻破大宛國后，接收最優(yōu)良的汗血馬。
李廣利得到龐大的增援后，遂揮師向西挺進(jìn)。這個時候西域各小國誰也不敢抵制，一律大開城門歡迎，供應(yīng)大軍飲食。輪臺國不知天高地厚閉城抗拒，結(jié)果全城被誅，血洗輪臺。西征兵團(tuán)迅速抵達(dá)大宛國邊界宛城，李廣利命先遣部隊(duì)3萬人先行攻擊，大宛軍迎戰(zhàn)，先遣隊(duì)萬箭齊發(fā)，大宛軍招架不住，遂退守宛城。
李廣利準(zhǔn)備先行攻擊郁城，又考慮兵駐堅(jiān)城之下，如果一時不能攻陷，大宛國可能有其他謀略應(yīng)戰(zhàn)。于是用跳蛙戰(zhàn)術(shù)越過郁成城，直逼大宛國首都貴山城。四面包圍，由水利工程人員破壞水源，改變河道。貴山城內(nèi)儲水日漸減少，西征兵團(tuán)開始攻擊。經(jīng)過40多天，貴山城無法再堅(jiān)持了。王族商議：“都是大王把汗血馬藏起來，又殺掉中國使節(jié)，才弄到今天這般地步?，F(xiàn)在殺掉大王，交出汗血馬，中國的部隊(duì)可能會撤退；仍不能化解他們的憤怒，到那時再戰(zhàn)不晚。”于是政變爆發(fā)，國王毋寡被斬首。這時，貴山外城陷落，大宛城防勇將煎靡被俘。大宛王族更為驚恐，奔入內(nèi)城，派人把毋寡人頭呈獻(xiàn)給李廣利，請求中國軍隊(duì)不要再進(jìn)攻；表示獻(xiàn)出所有汗血馬，并負(fù)擔(dān)中國軍隊(duì)的食糧；聲稱如果拒絕他們的要求，就把所有的汗血馬殺光，繼續(xù)死戰(zhàn)，康居國(巴爾喀什湖西北)的救兵不久就到，屆時，中國軍隊(duì)將處于內(nèi)外夾攻的困境。
事實(shí)上，康居國知道中國西征兵團(tuán)強(qiáng)大，不敢派出援助。此時，李廣利也得到消息，貴山城中一些被俘的中國人，有些人有鑿井技術(shù)，開始為他們打井，用水漸不缺乏，儲存的糧秣仍然很多。考慮到這次軍事行動的主要目的，只在誅殺大宛國王毋寡，毋寡既死，如果拒絕和解，對方必定堅(jiān)守，而康居國也可能趁西征兵疲憊出兵援助，西征兵團(tuán)兩面受敵，形勢可能逆轉(zhuǎn)。于是接受大宛國的休戰(zhàn)條件。大宛國奉獻(xiàn)豐富，拿出所有的汗血馬請西征兵團(tuán)挑選，吃的喝的更不待言。