紧张准备了一年多的漠北远征，以天子诏命的最终发布为标志，在元狩四年的春天，正式拉开了大幕。
选在春季用兵，因为草原上的马匹越冬后正是最为瘠弱之时，而汉军的战马有粟米可喂，并不是完全依赖牧草；再者春季是接羔季节，也是游牧民族最忙碌、机动能力最差的一个季节——这两个原因与前年春天的河西第一战是一样的，而第三个原因则是新的，那就是这时候匈奴人都还待在低平的冬牧场，便于汉军武刚车的大规模应用。
这次战役的目标正是漠北草原的单于本部。单于的本部腹地，位于郅居水（今名色楞格河）的中上游，东西宽约一千五百里，西起燕然山（今名杭爱山脉），东至狼居胥山（今名肯特山脉）。这两座大山，乃是庇护单于腹地的两大支柱，匈奴在漠北的两个王庭，就分别位于这两座山下，也即郅居水的两条支流的河谷之中，西边那个位于安侯水（今名鄂尔浑河）的河谷（今哈拉和林附近），东边那个位于余吾水（今名图拉河）的河谷（今乌兰巴托附近）。
相对应的，远赴漠北的汉军，也就分成了东西两路，两路汉军各有五万骑兵，东路军的统帅是卫青，西路军的统帅是霍去病。按照计划，两路军分别渡过大戈壁后，西路军从燕然山往东打，东路军从狼居胥山往西打，钳形合击、共同扫荡，争取最后的胜利会师。
天子的诏命中除了任命主将，还任命了多名裨将。卫青的麾下有前将军李广、中将军公孙敖、右将军赵食其、后将军曹襄，前三位都是早已成名的宿将，最后一位曹襄虽然是初次打仗，但是人家的出身摆在那里——既属于功臣权贵集团、乃第五代平阳侯，又是不折不扣的皇亲国戚、平阳长公主的儿子，所以给他个高位置也不至于引发不平衡，再说也不敢让他去一线当校尉啊，万一出点事故如何交待？
有意思的是，只有卫青麾下才有裨将，霍去病下面根本就没有裨将这一层，直接就到校尉了。并不是他下面不能设置这一层，而是因为他只有二十一岁，成名的将领们不好意思待在他的下面，所以前后左右四将军的位置全告空缺。再者说了，就算他们愿意来，霍去病还不一定愿意要，因为他是不看名气资历的，只看对方是否认同自己的作战理念，理念不合他是绝对不会要的。此外，权贵世家的子弟要上战场寻找建功机会，他也是一概不予搭理的，他只要了一个李敢；而卫青作为稳健持重的大将军，就不可能这么任性了，而是必须得平衡好各方面的关系，故而曹襄之类就都塞到他的下面了。
刘彻当然也看得很明白，别看大将军下面的人是满满当当的，但若论起能打会打，那些有将军头衔的，不见得有骠骑将军下面的校尉好使。所以他的打算，也正是要让战力较强的霍部来负责对单于的主攻，他安排霍去病走西路，正是因为这个季节伊稚斜应该是在西边的。
汉人也早就对匈奴人有了不少了解，匈奴人虽然是游牧为生，但匈奴单于的行踪并不是没有规律可循。每年五月，他们在西边那个王庭有一个重要的祭天仪式（注：见《史记·匈奴列传》），在这个仪式举办之前，单于应该不会离开那里，所以霍去病走西线相当于奔他而去。而卫青走东线的意图，首先是完成战略上的围合，其次则是要阻挡东面的左贤王部来助战，因为左贤王的主要地盘，正是狼居胥山（今名肯特山）以东的弓卢水（今名克鲁伦河）流域。
这一战准备了这么久，各种调动又是如此之大，匈奴方面当然不可能不知道。当伊稚斜得知汉军分成东西两路，即将对自己发动钳形夹击的时候，也不得不仰天感叹，正所谓天道好还，以前都是匈奴人到汉朝的地盘上烧杀掳掠，而今是汉军主力要打到匈奴人的老窝里来了！
他也看得很清楚：“汉军如果真的到了漠北，意味着匈奴人也是无处可退，必须抱定决一死战的决心。”
伊稚斜并不是一只任人宰割的羔羊，七年前他在兄长死后篡位自立，而后又成功地收服了各方面的势力，狠毒与智谋都不在他的话下。何况现在还有熟悉汉军情况的赵信为其出谋划策，更是如虎添翼。根据他们二人的筹画，虽然面对着两路汉军的夹击，但大匈奴并不是没有应付的办法，而且这个办法还有很大的制胜可能，那就是反向夹击！
他们肯定不曾听说过“田忌赛马”的故事、也不曾听说过“半渡而击”的故事，但是他们的这个反向夹击方案，却明显带着这两种色彩。具体来说，就是伊稚斜率主力先打击西路汉军，而且是堵在最南边打，趁着他们刚刚涉过大戈壁，最为人疲马乏的时刻，一战将其歼灭。与此同时，放东路汉军深入腹地，单于主力打完西路军之后，再转过头来与左贤王部夹击东路汉军，让他们有来无回！
确定方案之后，这些天来，漠北草原上也是一片即将开战的紧张气象。所有的辎重、牲畜、老弱妇孺，全部都在向北转移；八万余精锐主力则已经在王庭附近完成集结，厉兵秣马，随时准备跟随大单于南下，在戈壁北缘给汉军当头一击；而北面窴颜山（杭爱山支脉）下新筑成的赵信城里，也囤积好了大量的粮草。在视察自己主力精兵的路上，伊稚斜登高而望，只见天苍苍野茫茫，草原上骏马奔腾，白云间雄鹰翱翔，他不禁追忆起近百年来大匈奴的辉煌战绩，胸中油然升起了万丈豪情。
只是赵信还是一副忧心忡忡的神色，在他身侧说道：“大单于，这次我们最大的危机就是第一战！西路军毕竟是霍去病，说他天狼星下凡也不完全是浪得虚名，他这一路乃是汉军的精锐，即使刚刚涉过大漠，其战力也不可小视，毕竟他们打浑邪王那次，路程并不比这次近，而且那次的沙漠比这次的戈壁更不好走……”
这番话并没有错，但是语气里长敌人威风的感觉，还是让伊稚斜有些觉得刺耳，便沉下脸色打断道：“什么天狼星下凡！别忘了我的主力也是匈奴大军的精锐！八万余人以逸待劳对付他的五万人，再怎么说也不至于对付不了！”
赵信连忙解释：“以大单于的神威，对付他自然是没有问题。我的意思是，如果是卫青在西边就好了！若是先打他的话，咱们肯定会更轻松一些，打完他再与左贤王一起夹击霍去病，也更有把握一些。”
伊稚斜哈哈大笑起来：“很有道理，要是汉军能听你的调动就好了！”
赵信没有跟着笑，却喃喃地说道：“他们两个怎么能对调一下位置就好了……”
他拧着眉毛沉思了许久，几乎忘记了身边伊稚斜的存在，最终还是废然地摇了摇头，“不可能，霍去病就是冲着大单于来的，没有办法……”
“有办法。”
赵信一惊，抬眼看去，只见伊稚斜的眼睛里放出光来，“冲着我来的，正好！我就用我自己来调动他们！”
第二天，伊稚斜就亲自率领主力东下了，这是一个非常逼真的假动作。
就这样，汉军在即将出兵之前，得到了匈奴单于及其主力已经提前东下的情报，从几方面反复验证，都证实这个情报是确切的。这个意外情况的出现，相当于把刘彻早前的部署临时打乱了，但是，他以霍去病来对决单于主力的设想并没有动摇，因此他的对策就是调整部署，对调卫青和霍去病的路线。也就是说，卫青所部改为走西线，从定襄（今内蒙和林格尔）出塞，而原定从定襄出塞的霍去病部则改走东线，从代郡（今山西阳高县）出塞。
换句话说，汉廷方面上当了，伊稚斜的计谋得逞了，现在的他，只需要继续拿捏好时机，提前赶到戈壁的尽头等着，就可以等到卫青了。
尽管漠南漠北之间的大戈壁非常广袤，但他有信心可以正好堵住西路汉军，因为他知道他们将要从哪里穿过来——大戈壁不是随处可以穿越的，穿越它是有一定的路线的。这个路线，不是从中间直穿，而是贴着戈壁两侧的边缘走（因为戈壁的边缘还有些水草），所以是一东一西两条路线。匈奴人从漠南到漠北只能走这两条路线，而东西两路汉军想从漠南到漠北，也只能分别走这一东一西两条路线。
为了读者查看地图方便，此处用今天的地名描述一下这两条路线。
先说霍去病要走的东线：这条路线是从代郡出塞后向北进入锡林郭勒草原，然后转向西北，在内蒙的阿巴嘎旗以北进入蒙古国境内，向着肯特省的省会温都尔汉方向行军，穿越戈壁后到达克鲁伦河（即当时的弓卢水），再向西越过肯特山，抵达乌兰巴托附近，也就是单于的东王庭。从出塞算起的话，路程大约是两千里。这条路线，在一千多年后的蒙元时代被称为“帖里干道”，其实不光匈奴人和蒙古人，还有鲜卑人、突厥人、契丹人……，凡是占据过蒙古高原的民族，全都这么走过。
再看卫青要走的西线：这条路线是从定襄出塞后，沿着阴山北面的草原向西，从内蒙的乌拉特中旗进入蒙古国境内，向着南戈壁省的省会达兰扎达嘎德方向行军，穿过戈壁阿尔泰山脉最东南端的低矮山地，抵达翁金河（即当时的蒲奴水），然后沿河北上，经过杭爱山脉的东麓，到达哈拉和林附近，也就是单于的西王庭。从出塞算起，路程大约也是两千里。而这条路线，很大程度上重合于蒙元时代的“木邻道”。
伊稚斜派出大批探报，不断地探听着汉军是否出塞的消息，他想得很清楚：“只待汉军一出塞，我就立刻折向西南，在戈壁的尽头等着！我不但要以逸待劳，而且还要把蒲奴水挡在我的身后，决不能让涉过戈壁后疲惫不堪的汉军得到水草休息！当然，我还要派人将这戈壁一路上的水源尽行污染，他们究竟能不能过得来，还不好说呢！”
