武帝初，西汉继续对匈奴和亲，维持双方“和平”局面。然而在这种局面的背后,正酝酿着更大规模的武力冲突。此时的西汉，经济发展已达到相当繁荣的程度。西汉充实的国力为武帝军事打击匈奴提供了有利资本。
武帝不甘心继续对匈奴实行屈辱的和亲政策，他曾在一次宴会上对群臣说：朕饰子女以配单于……边境被害，朕甚闵之。并问群臣“今欲举兵攻之，何如？”此时的武帝已开始准备武力反击匈奴。
建元六年（前 135 年），匈奴向汉请和亲，御史大夫韩安国与大行令王恢就是否对匈奴继续和亲展开了激烈辩论。
王恢“数为边吏，习胡事”，建议“举兵击之”；而御史大夫韩安国则主张继续和亲。由于当时众臣支持韩安国和亲之策，武帝遂被迫对匈奴继续和亲。
然而，仅两年后，武帝便再次廷议对匈和亲问题。韩、王二人再次对此进行了激烈辩论。
此时，韩安国所主张的和亲，虽不无道理，但已不符合当时汉匈关系发展的客观形势。与“习胡事”的王恢相比，韩安国等主和派不如王恢那般知己知彼，其观点也已不被多数朝臣认同。更重要的是，武帝决意反击匈奴之心已久。
最终，武帝采纳王恢之议，一改汉初以来六十余年对匈奴和亲政策，开始了长期对匈奴的战争。同年的马邑之谋便是武帝对匈政策转变的重大标志，汉匈大规模战争正式展开。
建元二年（前 139 年），武帝闻被匈奴赶出河西走廊的月氏“常怨仇匈奴，无与共击之”。
于是便派遣张骞出使西域，寻找月氏所在，欲与之联盟，共同打击匈奴。这种试图在政治上孤立敌人的战略，在武帝即位次年便开始实施，充分反映了武帝对匈奴坚决反击的态度。
元光二年，武帝采纳王恢诱敌之计，使聂壹假装投降匈奴，引诱匈奴进入汉伏击地马邑。而匈奴单于轻信之，率众赶往马邑城。不料，匈奴途中捕得汉一尉史，遂知汉谋，后仓皇撤回。
由此，西汉伏击匈奴的马邑之谋失败，同时标志着汉匈几十年来和亲关系的终结。后匈奴断绝与西汉的和亲，连续侵扰汉边境，“入盗于边，不可胜数”。
马邑之谋反映了匈奴对西汉防备的松懈性，致使匈奴在武帝对其的反击战争中，从一开始就决定了其被动应战的局面。特别是在武帝前期的汉匈战争中，匈奴屡遭西汉袭击。
元朔二年（前 127 年），汉对匈奴发动河南战役，汉将卫青“捕首虏数千，畜数十万，走白羊、楼烦王”，夺取了匈奴历代居住的河套地区。元朔五年（前 124 年），汉匈漠南一战，汉军俘虏匈奴右贤裨王等十余人，及众多民众与牲畜，匈奴右贤王部遭受重创。
阴北之战，匈奴又遭败绩，被汉军“斩首虏万余人”，单于主力受到严重削弱，部落损失极大，大片地盘丧失，统治范围大为缩小。
上述情况说明匈奴在汉匈战争的初期阶段是被动挨打的，直到战争中后期，匈奴才开始局部反攻，汉匈双方开始了长期的武力对峙。
武帝时，汉匈关系发展到新阶段，持续性战争与武力对峙成为这一时期汉匈关系的特色。此时，由于汉匈双方大体上势均力敌，所以双方的争斗不能一时决出胜负，必然要经历一段时期的较量。
汉匈双方对待战争的态度，及战略战术运用的恰当与否等因素也影响着双方战争的进程与结果，使得汉匈战争变得复杂而漫长。这一时期，汉匈战争频繁发生。
元光二年（前 133 年）至征和三年（前 90 年）间，汉匈战争不断，几乎贯穿武帝一朝。
其中，元光二年至元狩四年的十四年间，汉匈之间爆发了近二十次战争。从战果上分析，西汉占据绝对上风；而在前 119 年至前 90 年的近三十年间，汉匈战争明显减少，较为重要的战争仅五次。
漠北决战后，匈奴向汉请求和亲。丞相长史任敞认为可以通过外交手段来臣服匈奴。武帝遂遣任敞出使匈奴，而匈奴怒而困辱任敞。
这期间，双方互派使节，并相互扣留使者。同时，长期对匈作战使得西汉国力下降、经济残破。武帝末年，“海内虚耗，户口减半”。期间，汉又不断建外长城于汉匈边境，在新占领区筑城防御匈奴。
而匈奴部族损失惨重，远徙西北。由此，汉匈武力对峙局面形成。武帝后，双方关系出现转变，由武力对抗逐渐转向和平共处。
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