这一年是元康四年（前64），汉朝暂时放弃了车师国，车师国的领土被匈奴占领。但是，汉朝另立在焉耆国的王子军宿为王，不断地吸引车师国的居民迁往渠犁一带。就这样，车师国分裂为前后两国，虽然匈奴占领了车师国的领土，但是车师国的国力只有当初的一半。最致命的是——匈奴没办法对这个地方展开移民，作为游牧民族，耕种屯田是少数军人的职责。
宣帝腾出两只手来，全力解决西羌，毕竟西羌才是燃眉之急。对于西域，他的态度是维持现状，不要让匈奴占到太大便宜。该是我的，早晚还是我的。
但是，西羌的战事并不顺利，义渠安国以骑都尉的身份带着三千骑兵防御西羌的进犯，在今天青海甘肃交界的大通河被叛军击败。叛军缴获大量武器、车辆、辎重。义渠安国只得撤军到令居县（今甘肃永登县一带），汇报战果。
这个时候，宣帝考虑另派一名将领主持对羌事务，赵充国其实是不二人选，有经验、有胆识、有见识，老家还就在前线附近。但是也有年龄，七十多岁了。御史大夫按照皇帝的指示，询问大臣们谁可以去领兵平定西羌。
赵充国非常自信地说：“在这个方面，没有能够超过老臣的了。”
皇帝派遣大臣询问：“赵老将军觉得西羌那边是什么情况，需要用多少人？”
赵充国发明了一个成语：“百闻不如一见，战场的情况哪能在后面猜出来呢？不如让我赶快去靠近前线的金城（今甘肃兰州一带），再做打算。”
宣帝一听这话，心里有底了，赵老将军还是蛮靠谱的，于是笑着说了一句：“诺。”
就这样，神爵元年（前）四月，赵充国带着一万人的骑兵先遣部队进入金城，打算渡过黄河。为了防止敌军的拦截，当晚，三个营的兵力悄悄过河，人衔枚，马裹蹄。渡河后，迅速稳定登陆场，布置防御和营寨。到了早上，登陆场已经安排完毕，汉军有秩序地过河，一切有条不紊地进行着。
羌族叛军派遣一百多骑兵过来挑衅，赵充国很不屑：这战术也太低级了吧，我的骑兵刚刚过河，一旦出战不就被你们灭了？
稍事休整之后，赵充国组织骑候（侦查骑兵），在四望峡（今八望峡水库）一带进行侦察。在确认此地没有叛军之后，再次趁着夜色，将部队转移到落都（今青海乐都县），并把各个军司马、校尉级别的军官召集起来，展开动员：
“你们看，羌族叛军根本不会打仗，只要他们派数千人在四望峡组织防御，我们根本没办法转移！”
最后，汉军一直向西转移到西部都尉府（今西宁市一带），每天休整，无论叛军如何挑衅，都不出战。
赵充国打仗有个特点，就是非常重视情报的搜集，没多久，他就抓到一个舌头。经过审问，他知道了羌军内部的一些情况：
羌军内部已经非常不团结，相互指责：“都说了让你别造反，现在天子派赵老将军来了，人家几十岁的人，打了一辈子仗。现在就算请求一战而死，都不行！”
这，就是他想要的。
随后，赵充国的儿子赵卯，带着期门佽飞（皇家特种兵弓箭部队）、羽林孤儿（世代从军的特种兵部队）、胡越骑（少数民族雇佣军）等精锐部队离开主力，转移到令居一带，监视敌军在汉军后方的动向。果然，羌军在这里布置兵力，打算切断汉军的补给，赵卯迅速向朝廷报告。
汉朝紧急派遣了八校尉、骁骑都尉的部分兵力，与金城太守一起在山地间搜索羌军，保障汉军主力的补给。
八校尉，也叫西园八校尉，是武帝时期组建的高合成化军队，有中垒校尉（看守京城禁卫军的营寨）、屯骑校尉（骑兵部队）、步兵校尉、越骑校尉（越人骑兵）、长水校尉（乌桓骑兵）、胡骑校尉（胡人骑兵）、射声校尉（弓弩部队）、虎贲校尉（轻车部队）。这些校尉享受两千石的俸禄，军衔是校尉，但是手下兵力有一般营级作战单位（汉朝一个营两千人，是基础作战单位，相当于现在的团）的三分之一，只有七百人，高度合成化，士兵全部是招募的职业兵，作战素质极高。骁骑都尉，则是宫廷禁卫军的指挥，也是大内高手。
起初，一个羌人部落首领靡当儿的弟弟雕库到西部都尉府告状，说是先零部落要造反。后来真造反了，因为雕库部落的人也有不少在先零部落，西部都尉干脆把雕库给扣了做人质。
这个时候，赵充国把雕库找来，将他无罪释放，并且对他说：“你回去跟你哥哥和其他酋长们说一说，汉军这次作战，只杀有罪的人，你们要划清界限，不要和我们的敌人捆绑在一起。天子要我告诉你们，就算你们曾经做过对不起汉朝的事，只要能现在归顺，杀一个叛变的酋长，就赦免你们的罪，而且，汉军赏赐大大的。”
就这样，还没有真正交战，羌军就已经分化了。这时候，汉军在羌地的兵力也已经达到六万人，经过汉朝高层的讨论，这年七月，赵充国的计策被采纳，战争正式进入白热化阶段。
赵充国带着主力军进入先零部落的聚居地，叛军因为政府军长期没有动作，非常懈怠，现在一看政府军大批进入战场，开始四散奔逃，放弃辎重和车辆，不战而溃。叛军仓皇地向湟水南岸逃亡，道路非常狭窄，赵充国不慌不忙地组织军队在后面一点点地掩杀。
有些年轻的军官坐不住了，说：“占到便宜了，干吗还这么慢，一下子杀过去就是！”
“这些人已经是穷寇，不能把他们逼急了。我们有限的杀伤会加速他们的溃逃，一股脑儿冲上去，只会让他们背水一战，增加我军伤亡。”
最后，汉军俘虏、歼灭叛军五百多人，叛军淹死的也有数百人，缴获马匹、牛羊共计十万多头，辎重车辆四千多辆。
占领先零聚居地后，赵充国命令不准毁坏聚落的房屋，组织军队在这里放牧，让不少羌人同胞看到了希望。甚至，有酋长主动愿意归顺，赵充国不战而屈人之兵，确实很牛。
慢慢地到了年底，赵充国几次向中央提交了屯田驻军，对羌族进行安抚的建议。而朝中同意他的人也越来越多，但是，宣帝和大臣们也考虑到，强弩将军许延寿、破羌将军辛武贤等主战派说的也不是没有道理。加上担心就算屯田也会受到叛军的骚扰，不如，一边让赵充国屯田，一边让许延寿、辛武贤和赵充国的儿子赵卯进行武力征服。
但是，战果很耐人寻味，强弩将军许延寿与叛军交战，叛军不战而降，被俘四千余人；辛武贤歼灭敌军两千多人；赵卯歼灭、俘虏敌军总计两千多人。
但是，在后方屯田的赵充国，竟然招降了五千多人，军功第一。汉朝高层最终认可赵充国的提议，战斗部队大量撤出羌族地区，只留下赵充国屯田。
神爵二年五月，赵充国上书朝廷：“羌族叛军兵力大约五万人，现在歼灭七千六百多人，投降三万一千二百人，在黄河、湟水淹死、饥荒造成的非战斗减员大约五六千人，最终逃亡的叛军大约不到四千人，我军在羌族地区的驻扎可以结束了。”
就这样，赵充国得胜还朝，以极小的伤亡和可以忽略的军费，稳定了羌族局势。没多久，汉朝设立金城属国，专门管理羌族地区。
对匈奴来说，这又是一个坏消息。虚闾权渠单于无奈之下，打算破釜沉舟，发动了十万骑兵，在汉军的边塞组织围猎。围猎，在那时候就相当于演习。汉军也没多想，难不成你还真想鱼死网破？
就在这时候，匈奴人题除渠堂投降汉朝，汇报了情况：这下大单于玩真的了，他真的要跟汉朝玩背水一战！
没话说，汉朝封题除渠堂为言兵鹿奚卢侯，刚刚回朝不久的后将军赵充国再次被安排出征，指挥四万人的野战部队北上，在边疆九个郡加强防御。
虚闾权渠单于找寻防御的薄弱点足足找了一个多月，最后当真是呕心沥血，大病一场，吐血不止。匈奴无奈之下只好撤军，在虚闾权渠单于弥留之际，派遣题王都犁胡次等人作为使臣访问大汉，请求和亲。但是，使臣还没有出发，虚闾权渠单于就一命呜呼。
继承人问题，也难倒了匈奴人。这下，匈奴也狗血了，当初虚闾权渠单于不是把颛渠阏氏给废了么？结果这个颛渠阏氏就跑去和右贤王私通。在龙城大会，商议和亲的时候，颛渠阏氏就跟右贤王说好了，会议结束以后，你别走远了，单于看来是撑不住了。
几天后，单于病逝，执政大臣刑未央诏令匈奴王爷过来开会，商量下继承人的事情……结果，右贤王没多久就赶过来了，在颛渠阏氏和左大且渠的拥立下，成为大单于，号称握衍朐鞮单于。握衍朐鞮单于，是乌维单于的八世孙，关系有点远。
新单于即位三把火，第一把是好火，继续讨论着和亲的事宜，派遣他的弟弟伊酋若王胜之进入汉朝，献上礼物请求汉朝天子的接见。
但是，握衍朐鞮单于也非常残暴，将旧大臣悉数处死，任用自己的亲信，颛渠阏氏的弟弟都奇隆等人，把国家搞得乌烟瘴气。最后，为了防止虚闾权渠单于的儿子弟弟闹事，竟然将他们免除一切官职，任用自己的直系亲属。
这下，匈奴乱成一锅粥了。日逐王先贤掸的父亲就是当年的左贤王，本来可以当单于的，但是把位置让给了狐鹿姑单于，现在虚闾权渠单于死了，先贤掸继位的呼声很高。这下可好，不仅不能继承单于位，闹不好连日逐王都当不了。最要命的是，他跟握衍朐鞮单于，关系本来就不好。
怎么办呢？现在日逐王眼前只有两条路，留在匈奴等死，或者投降汉朝。算了，就近找个汉族势力降了吧。就这样，先贤掸索性派人前往渠犁，与郑吉联系，希望能够归顺汉朝。
汉军骑都尉郑吉，终于等来了这一刻，率领汉军驻渠犁部队、龟兹等国军队迎接日逐王，主持受降仪式。最后日逐王带着一万两千多人口，十二个小王，跟着郑吉到了河曲地区，路上的逃亡人员都被郑吉斩首。最后，先贤掸进入长安，被封为归德侯。
而日逐王先贤掸的驻地，就在匈奴与西域的边境，是匈奴干预西域事务的中坚力量。至此，匈奴在西域的经营宣告破产，匈奴在西域的机构僮仆都尉被废除。
神爵三年（前59），汉军在西域的主力由渠犁迁往车师，郑吉被正式任命为西域都护，在乌垒城设立幕府，是为西域都护府。西域各个小国的君主，也全部发放了汉朝的官印，接受汉朝的政令。
西域，大宛以东，乌孙以南，正式成为汉朝的领土。汉朝对匈奴的战略包围正式合拢，加上匈奴现在的国力和内乱，汉朝皇帝只需要坐在长安城，等着匈奴单于前来投降就可以了。
