李广利再次出征，这次兵多势众，路过的小国不敢反抗，纷纷主动献出粮食。到了轮台，轮台不投降，汉军攻打几天，直接屠城。从这往西，汉军顺利抵达大宛城，到达的兵力有三万人。大宛军队迎战，被汉军射箭击败，退回城中死守。李广利本来想先打郁成城，但担心久攻不下让大宛想出更多诡计，就先到了大宛，切断水源后包围城池，攻打了四十多天。大宛贵族们慌了，商量说：“大王母寡藏着好马，杀了汉朝使者，现在杀了大王，献出好马，汉军说不定就撤了；要是还不撤，咱们再拼命也不迟。”于是一起杀了母寡。汉军攻破外城，俘虏了大宛勇将煎靡。大宛人十分恐惧，退入内城，拿着母寡的脑袋，派人跟李广利谈判：“汉朝别打了，我们把好马全拿出来任你们挑选，还供应汉军粮食。要是不答应，我们就杀光好马，康居的救兵也快到了，到时候我们在内，康居在外，两面夹击，你们好好想想咋选！”当时康居见汉军士气正盛，没敢出兵。李广利听说大宛城中有汉人教会他们打井取水，而且粮食储备还不少，心想：“我们是来杀首恶母寡的，现在他脑袋都送来了，不答应他们，他们死守城池，等康居趁我们疲惫时来救援，我们必败。”于是同意了大宛的求和条件。大宛拿出马匹，让汉军挑选，还拿出很多粮食供应汉军。汉军挑了几十匹好马，中等及以下的公马、母马三千多匹，又立了之前对汉朝友好的大宛贵族昧蔡为新王，双方结盟后撤军。
当初，李广利从敦煌出发时，兵分几路走南北两道。校尉王申生率领一千多人单独到郁成，被郁成王消灭，只有几个人逃脱，跑到李广利那里。李广利派搜粟都尉上官桀去攻打郁成，郁成王逃到康居，上官桀追到康居。康居听说大宛已被汉军攻破，交出郁成王。上官桀派四个骑兵绑着郁成王去见李广利。上邽骑士赵弟担心郁成王在路上跑了，拔剑斩下他的首级，追上了李广利。
评论
太初二、三年的汉朝，堪称“跌宕起伏的魔幻现实主义大剧”，汉武帝在各种挫折和反转中，展现出“头铁”与“豪横”并存的复杂形象。
军事方面，李广利首次西征惨败，赵破奴全军覆没，这接连的失利堪称“大型翻车现场”，暴露出汉朝在军事指挥、后勤保障和战略预判上的严重不足。尤其是李广利为了获取宝马而兴师动众，却因准备不足铩羽而归，将一场军事行动变成了“面子工程”的失败典型。但汉武帝不甘心认栽，反而发动更大规模的二次远征，这种“不蒸馒头争口气”的执拗，虽然最终拿下大宛，却也让全国陷入骚动，消耗了巨大的人力、物力，凸显出他晚年好大喜功、不计成本的决策风格。
政治上，丞相公孙贺接到任命时的“绝望痛哭”，生动反映出当时大臣们在高压统治下的惶恐心态。列侯们从鼎盛走向衰落，子孙违法失国，既体现出贵族阶层的堕落，也暗示着汉朝统治集团内部的矛盾逐渐加剧。
外交与边防上，匈奴不断侵扰，汉朝虽有防御举措，但仍被匈奴突破防线，反映出双方军事对峙的紧张局势。而汉武帝在西域的强硬态度，虽然一定程度上维护了汉朝的威望，但也让西域诸国看到了汉朝的霸道，为后续的外交关系埋下隐患。
这两年的汉朝，表面上汉武帝依然以强势姿态掌控大局，但内里已经危机四伏。军事冒险带来的民生压力、统治阶层的人心惶惶，都在透支着汉朝的国力和根基，辉煌背后的裂痕正在悄然扩大。
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