漢元帝建昭三年(公元前36年),身為西域副校尉的陳湯跟西域都護甘延壽奉命出使西域。陳湯這個人沉著勇敢，深思遠慮，滿腦子都是謀略，渴望建立奇功?，F(xiàn)在身居異域，他忽然靈機一動，跟甘延壽商議道：“西域各族畏懼匈奴強悍，這是天性。西域各國，本來都歸匈奴管，現(xiàn)在郅支單于的威名又遠近傳播，不斷侵犯烏孫王國和大宛王國，經(jīng)常給康居王國出謀劃策，目的在于并吞烏孫和大宛?！彼赋觯阂坏┌褳鯇O和大宛征服，郅支單于還會向北、向南擴張，只要幾年時間，西域所有王國都會受到威脅。郅支單于離我們雖然路途遙遠，但是他們沒有堅固的城堡和強勁的弓箭。如果我們征調(diào)屯田的武裝部隊，并率領烏孫王國的國防軍，挺進到他們的城堡之下，那么他們要逃就沒有地方可逃，要守也守不住。這是千載難遇的功業(yè)，可以在一天早上實現(xiàn)。
甘延壽也認為有理，打算奏請朝廷批準。陳湯認為，這是一項遠大的策略，不是平庸的官僚所能了解，他們肯定不會同意。言外之意，得采取特殊手段。甘延壽猶豫不決。正好，不久，甘延壽病倒了。陳湯就瞞著甘延壽假傳圣旨，征調(diào)各國武裝部隊和車師戊已校尉屯田的吏士。甘延壽知道后驚恐萬狀，從床上爬起來要加以阻止。陳湯大怒，手按劍柄厲聲警告說：“大軍已會集待發(fā)，你這小子是不是要存心壞事？”甘延壽只好聽之任之。于是陳湯、甘延壽一面加緊部署，集結兵力，一面上奏章自我彈劾假傳圣旨之罪，陳述所以如此做的理由。
發(fā)出奏章的當天，4萬大軍分成六路縱隊，由南北兩線同時出發(fā)。陳湯在行軍途中還同康居王國的副王抱闐打了一次遭遇仗。抱闐剛剛搶掠大昆彌部落回來，載有大批輜重，陳湯縱胡兵迎擊，斬殺對方460人，奪回抱闐所擄掠的烏孫人470人，讓他們回國(大昆彌)。奪回的牲畜，就留下來作為軍隊補給。這次回擊還捕得抱闐手下貴族伊奴毒。大軍到了康居王國的東部邊境，陳湯下令嚴守紀律，不得搶掠。秘密跟康居王國的貴族屠墨會晤，向他表明中國政府的威力和決心。跟屠墨暢飲盟誓之后，才送他回去。大軍繼續(xù)前進，在距離單于城60里處安營扎寨，構筑陣地。這時又捕獲康居王國另一位貴族貝色子男開牟，責令他當向?qū)?。此人是屠墨的舅父，他舅甥都痛恨郅支單于。中國遠征軍因之對郅支單于的內(nèi)部情況了解得清清楚楚。第二天大軍行到離單于城30里處扎營。郅支單于派人前來詢問中國軍隊到這里來的目的。遠征軍回答：皇帝憐憫單于，才派西域總督率軍前來接迎單于的妻子兒女?？峙麦@動單于的左右，所以沒直抵城下。
雙方使節(jié)往來了幾次之后，甘、陳出面責備郅支單于：忘記了當初的請求，不知道主人待客人的禮貌。他們?nèi)死яR乏，糧秣將盡，無法回程，請單于跟大臣們慎重考慮。
第二天大軍挺進到都賴水畔，在距單于城3里處構筑陣地?？匆妴斡诔巧巷h揚的五色旗幟，和數(shù)百名正在訓練戰(zhàn)斗演習的匈奴士兵。城上守軍還向中國軍隊挑戰(zhàn)：“有種的過來！”接著小磨擦開始，先是百余匈奴騎兵直沖營壘被擊退。接著遠征軍強弓部隊出營，射擊城門外操練的匈奴騎兵和步兵，敵兵立即進入城內(nèi)，緊閉城門。
甘延壽、陳湯遂下總攻擊令：聽到鼓聲，直撲城下，四面包圍，各記所守，開鑿洞穴，堵塞射擊孔，盾牌在前，保護強弓部隊，強弓部隊負責射擊城樓守軍。攻擊開始，城樓上的匈奴守軍很快潰散。土城之外，還有兩層堅固的木墻。敵軍由木墻射擊，遠征軍傷亡頗多。于是遠征軍縱火，木城燃燒。入夜，數(shù)百名匈奴騎兵突圍，中國遠征軍迎頭痛擊，使之全殲。
午夜之后，木城全毀，匈奴守軍退入土城，再登城墻，呼號吶喊。這時，康居王國的1萬余人的援軍到達，分成10余隊，每隊千余人，對中國兵團作反包圍，跟城上的匈奴軍互相呼應。并乘黑夜，向中國遠征軍陣地進撲，然而無法得逞，就向后撤退。天將亮時，中國遠征軍對單于城發(fā)起更大規(guī)模的進攻，四面火起，吶喊聲，戰(zhàn)鼓聲，號角聲驚天動地?？稻釉娫傧蚝蟪?，中國遠征軍舉盾堆土，攀土而上。
郅支單于看大勢已去，遂率領百余名匈奴戰(zhàn)士退入皇宮。中國運征軍火燒皇宮，戰(zhàn)士爭先沖入。郅支單于身受重創(chuàng)，氣絕而死。軍侯假丞杜勛，砍下郅支單于人頭。