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头曼单于是史书上明确记载的匈奴第一位单于，他带领族群在草原活动的时间非常长。当时的匈奴并非草原霸主，在他们西部有活跃在河西走廊、祁连山一带的月氏，在他们东部则有生活在大兴安岭地区的东胡，在他们南面则有正在向北推进的战国北边三国赵、燕、秦。
赵国、燕国、秦国的疆域向北持续推进，与临边的匈奴、东胡冲突加剧。三国开拓疆土的同时，修筑长城，设立郡县，在地理与政治方面努力建立农牧分界线。
赵国占有今山西中部、北部以及河北中部和西北部，赵武灵王时（前325—前299）赵国进行了“胡服骑射”改革，彻底改变了中国北方的作战方式。想要压制游牧军队，必须以骑兵对抗骑兵。
改革后的赵国军事实力大增，一举击败地处燕赵之间的中山国（都灵寿，今河北省灵寿县）后，乘胜开拓北面疆域，把原居住在晋北及土默川平原（前套平原）上的林胡、楼烦部族驱赶到黄河西面的鄂尔多斯高原。赵国势力沿大青山、乌拉山南麓向西推进到狼山，扩展疆域到河套边沿，占据了阴山以南至黄河东流段两岸的平原地带（包括土默川平原和后套平原），于是在河套北部修筑长城，自代（今河北省蔚县）西傍阴山山脉至高阙（今内蒙古自治区巴彦淖尔市杭锦后旗西北）。又在长城沿线设置云中（治云中，今内蒙古自治区托克托县）、雁门（治善无，今山西省右玉县）、代郡（治代县，今河北省蔚县）三个郡。赵孝成王时期（前265—前244），赵国征服鄂尔多斯高原大部，游牧此地的楼烦归附赵国。这意味着河套平原（包括后套平原及前套平原）和鄂尔多斯高原的绝大部分已经属于赵国所有。
燕国原有河北北部和辽南一带。战国时期，东胡的势力强大起来，接连发兵进攻燕国。燕国为了缓和东胡的压力，派人质到东胡。燕昭王时（前311—前279），在东胡为人质的秦开获得东胡人的信任，他也因此得以熟悉东胡地形政情。回国后，秦开率领军队大败东胡。东胡后退千余里，被迫迁往西辽河的上游老哈河、西拉木伦河流域。为进一步防范东胡，燕国沿燕山修筑了长城。长城西起造阳（今河北省赤城县北独石口附近），穿过内蒙古自治区赤峰市等地区，东到襄平（今辽宁省辽阳市），又东至满番汗（今朝鲜清川江一带）与朝鲜分界。燕国沿长城设置了上谷（治沮阳县，今河北省怀来县）、渔阳（治渔阳县，今北京市密云区西南）、右北平（治无终县，今天津市蓟州区）、辽西（治阳乐县，今辽宁省义县西）、辽东（治襄平，今辽宁省辽阳市）五郡。
秦国占有今陕西大部和甘肃东南部。魏国则占有今山西南部和河南北、中、东部。秦、魏二国沿今山西、陕西之间的黄河对峙并展开持续战争，秦国志在夺取魏国黄河以西的西河郡（今陕西东部黄河西岸地区）与上郡（今陕西省北部及内蒙古自治区乌审旗等地）。秦惠文王八年（前330），魏国将河西地区献给秦国。两年后（前328），魏国将上郡献给秦国。秦国最终得到两大战略要地，其东北境也抵达白于山一带。秦昭襄王时（前306—前251），义渠戎国还很强大，垂帘听政的宣太后采取怀柔政策拉拢义渠，做了义渠王的情妇，“情投意合”三十年，宣太后为义渠王育有二子。最终，宣太后欺骗并杀死了义渠王，出兵灭了义渠，占据今庆阳、平凉和固原部分区域，西北疆域推进至鄂尔多斯高原南部。秦国在义渠故地设立陇西（治狄道县，今甘肃省临洮县南）、北地（治义渠县，今甘肃省庆阳市西南）两郡。秦国灭了义渠后，其接管魏国的上郡辖区也向北大幅度扩展，其治所也向北迁至无定河边的肤施（今陕西省榆林市东南），以便重兵镇守整个秦国的北大门。为巩固战果，同时也为抵御匈奴和赵国，秦国在陇西、北地和上郡外围大规模修筑长城。昭襄王长城基本修建于黄土高原和鄂尔多斯高原之上，是秦国着力打造的边防线。
长城没有阻止匈奴崛起南下的步伐。赵国的长城刚刚竣工，匈奴的骑兵就越过赵长城进入“河南地”。赵国也只能放弃后套平原，在代、雁门两地屯驻重兵防御，守住土默川平原。匈奴虽然没有突破秦国昭襄王长城，但是昭襄王长城以北的鄂尔多斯高原、后套平原皆为匈奴所有。
“河南地”的“河”当指“北河”，即今天内蒙古自治区巴彦淖尔市乌加河。“河南地”范围是北迄乌加河黄河段（向东至准格尔旗段黄河），南界昭襄王长城，东达准格尔旗昭襄王长城段，西至黄河北流段，与黄河“几”字弯区域大致相同，主要包括鄂尔多斯高原大部及其毗邻的贺兰山（宁夏平原）和阴山（后套平原）地区。更多的时候，人们会把鄂尔多斯高原及其毗邻地区简称为“河南地”或“新秦中”。
匈奴占领了包括后套平原、鄂尔多斯高原大部在内的“河南地”，无疑对关中地区造成了巨大的威胁。公元前221年，秦国最终统一六国，建立了秦帝国。公元前215年，有传言“亡秦者胡也”，秦始皇认为“胡”就是匈奴，派将军蒙恬率领大军北击匈奴。
蒙恬大军由“河南地”南界昭襄王长城出发，向北进攻驻牧鄂尔多斯高原的匈奴部落，取得胜利后，战线向北推进到黄河南岸一线，占据鄂尔多斯高原。接着北渡黄河占领高阙，夺回阴山以南的后套平原，将匈奴势力彻底逐出“河南地”，解除了匈奴骑兵对关中的直接威胁。
为了永久占领“河南地”，秦帝国在云中郡西部的九原县城增置了九原郡（治九原县，今内蒙古自治区包头市九原区），辖区包括后套平原以及鄂尔多斯高原北部，并迁徙了大量移民充实边地。而原本处于“河南地”边缘的上郡、北地郡的范围也大为扩展，其中上郡范围向北扩展进入鄂尔多斯高原中部地区，北地郡由原本“河南地”西南缘向北扩大到银川平原和鄂尔多斯高原西部。
秦帝国修筑了从都城咸阳直达九原的军事交通要道—直道—连接关中平原与鄂尔多斯地区，九原城一跃成为秦帝国北疆的军政中枢。秦帝国命蒙恬率三十万大军驻扎上郡。为什么要驻扎上郡呢？
首先，上郡位于“河南地”、关中、河东三地连接处，地处交通要冲。由上郡向南，可至关中；由上郡往北，可达鄂尔多斯高原腹地，进而渡河至阴山、漠北；由上郡向东，渡黄河渡口可至山西高原。
其次，上郡对关中具有居高临下的战略优势。战国时期，秦国在没有夺取魏国上郡之前，战略态势十分被动，直到秦国夺取了上郡，才完成保障关中平原的战略任务。
再次，上郡攻防兼备，易守难攻。上郡位于陕北高原白于山东部，核心地域是无定河流域、白于山东南麓地区，可依托白于山一线进行防御。秦昭襄王时期在白于山上和肤施（今陕西省榆林市东南）四周修筑长城，更加确保了无定河流域和白于山防线的安全。另外，上郡以北的鄂尔多斯高原平衍宽阔，易于骑兵驰骋，可上攻辐射整个“河南地”。上郡以南的陕北高原沟壑交错，不利骑兵作战，利于有效防守。
蒙恬驻军上郡，说明秦帝国重在防御，保持战略上的攻防兼备，确保其关中政治中心的安全。可一旦大军调离，北边的黄河防线就很容易被突破，尤其在黄河的枯水期与结冰季，匈奴骑兵更容易突破，中原王朝的防线只得退守“河南地”南缘的白于山和陇西六盘山一线。
为了防范匈奴南下，秦帝国将秦、赵、燕长城修缮连接、延长，西起临洮（今甘肃省岷县），东至辽东（今中朝边界鸭绿江边），长达万余里，在黄河的南北都有长城防御加持。万里长城建在农牧交错区，是两个文明的分界线，也是两个族群的军事分界线。
经过秦帝国的打击，头曼单于只能退到阴山以北，“不敢南下而牧马”。农耕世界的骤然强大，也迫使匈奴产生巨大危机感。即便是草原上，匈奴此时也不是最强的。而要与南方统一的农耕王朝抗衡，整合草原部落，建立统一的游牧军事帝国就显得非常必要，最终完成这一任务的是头曼单于之子冒顿。
虽然头曼单于是史书记载的匈奴第一位单于，但可想而知，在他之前应该还有单于，并且匈奴在单于的继任上一度实行类似中原王朝的嫡长子继承制。匈奴人都知道他们未来的单于将是太子冒顿，可头曼单于却要废掉太子。
头曼有位漂亮的阏氏，但并非单于王后，而仅是单于众多女人中的一位，当然她得到了宠幸，这点与中原王朝的故事颇为相似。阏氏希望头曼废掉冒顿的继承权，而让她年幼的儿子继承。破坏祖制要冒巨大的风险，但头曼单于相信自己可以驾驭此事。
当时的月氏非常强大，匈奴太子冒顿作为人质留在月氏。头曼要废掉冒顿的继承权，遂谋划借刀杀人。头曼以出兵袭击月氏引发两国战争，为月氏名正言顺杀掉冒顿提供了理由。冒顿毕竟不是等闲之辈，他夺得一匹骏马，突出重围，返回匈奴。史料中没有记载头曼的冒险行动是否遭到月氏的报复，可匈奴与月氏的关系彻底回到了敌对状态。
冒顿的果敢表现完全有担任未来单于的特质，头曼对他也刮目相看，权衡之后，便放弃废掉冒顿的想法，同时挑选一万精锐骑兵交给冒顿统领。头曼此举不仅承认了冒顿享有继承权，而且也试图弥合父子感情之间的裂痕。可冒顿却不这样认为，至少他并不觉得自己会平稳坐上单于之位。
冒顿努力打造一支属于自己的近卫军，他发明了一种射出带有声响的鸣镝箭，只要他射向哪里，他的部众就要把利箭射向哪里。为此，冒顿分别以自己的爱马、自己的爱妻、头曼单于的爱马作为射杀对象，凡是不敢射击的一律处死。这样，他为自己打造了一支死士部队。借着与头曼单于狩猎之际，冒顿把鸣镝箭射向父亲，结果可想而知，头曼单于就这样死在了自己儿子手里。接着，冒顿又把头曼的阏氏及其子女和反对他的人一律诛杀。公元前209年，冒顿正式成为匈奴的新单于。
想要在游牧族群建立威权，最直接的方式就是军事征战，抢掠或征赋。当时的情况是，匈奴政变刚刚结束，内部并不稳定，东边的东胡看到了机会，虽然东胡曾遭到燕国痛击，但并不把匈奴看在眼里，便接二连三到匈奴勒索。
第一次他们要头曼留下的良马，冒顿的属下多不同意，冒顿却大方地表示，不就一匹马嘛，牵走！第二次他们要冒顿宠爱的美女，冒顿的属下很气愤，冒顿却大方地表示，不就一个女人嘛，带走！第三次他们要匈奴与东胡之间的一块缓冲地带，冒顿的属下表示该地没什么用，可以给。冒顿大怒道：“地者，国之本也，奈何予之”（《史记·匈奴列传》），凡是同意送地的一律处死。接着，冒顿集结部队对东胡发动突然袭击，东胡王战死。大约公元前206年，匈奴控制了大兴安岭西麓，包括西拉木伦河谷以及下游辽河流域的草原地带，这原属于东胡领地。东胡瓦解后，一支由呼伦贝尔进入大兴安岭北部的鲜卑山，另一支则逃到了大兴安岭南部的乌桓山。
取得了东部战争胜利之后，大约在公元前205年至公元前202年间，匈奴开始对西部的月氏发兵。月氏游牧于河西走廊、祁连山一带，并非东亚人种，他们使用吐火罗语。从当时的形势分析，月氏控制了西域诸多绿洲国家，是一个实力强劲的大国，否则匈奴也不会把太子作为人质留在月氏。匈奴击走月氏人，占据河西走廊及今内蒙古自治区阿拉善地区。
冒顿单于东征西讨，并不担心南边的中原王朝，因为秦帝国已经灭亡，驻扎在上郡的三十万大军早已撤离。中原地区战乱频仍，各方势力无暇顾及北方防务。匈奴乘机夺回高阙等战略要地，重新占领后套平原。渡过黄河，吞并楼烦、白羊两部所在的鄂尔多斯高原大部，全部收回秦帝国占据的“河南地”，与中原王朝的边界恢复到战国时期的赵长城—秦昭襄王长城一线。
冒顿并没有急于继续南下进攻中原，而是北上征服丁零等部落，以解除后顾之忧。至此，冒顿单于基本完成了对蒙古高原诸部的统一，建立了蒙古高原上首个统一的游牧帝国。
匈奴把统治地区分为东、中、西三部分，实行的左右翼区划制也更加完善。
中部为单于庭。匈奴在漠南、漠北分别设置了单于庭。漠北单于庭居于帝国核心区域的色楞格河流域，漠南单于庭最早在头曼城（今内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特中旗），后受到中原军事打击，迁到今乌兰察布中部的阴山北麓一带。漠南单于庭是匈奴南下进军的前方基地，直接威胁着山西高原，相应地，中原王朝设有云中、雁门及代三郡防守。
东部为左贤王庭。驻牧区域在肯特山以东至大兴安岭地区，核心区为克鲁伦河流域，即呼伦贝尔草原地区。东部区域是不间断的草原走廊，包括呼伦贝尔草原、锡林郭勒草原、坝上草原、科尔沁草原。势力范围直接威胁整条燕山防线及华北平原。中原王朝在燕山防线设有上谷、辽西、辽东三郡。
西部为右贤王庭。驻牧区域为东萨彦岭—杭爱山—狼山西南，核心区为大湖盆地。其向南扩张主要区域为西套平原、后套平原、鄂尔多斯高原、河西走廊。右贤王的势力本来远离中原农耕区，但当单于把前套平原、后套平原以及鄂尔多斯高原也划入右贤王的管辖范围后，其势力就成为悬在中原王朝头顶的一把利剑，威胁着关中平原。中原王朝也在该区域加大了防御力度，设有陇西、北地及上郡防守。
匈奴三部分成品字结构，两边拱卫中央，相互策应，进退自如。
公元前206年，刘邦建立了汉帝国，史称西汉。在楚汉相争中获胜后，帝国北部边地问题也提上了日程。此时汉匈边界恢复到战国时期的赵长城—秦昭襄王长城一线，汉帝国代北（今山西北部及河北西北部一带，即云中、雁门、代三郡所在区域）直接面临匈奴漠南单于庭的军事压力。
后套平原、九原郡西部区域虽已丢失，但前套平原还保留着，其涵盖了九原郡的核心区域与云中郡。究其原因，主要是地理因素与坚固的防御工程。西北的乌拉山、北面的大青山、东面的蛮汗山、南面的黄河，山河天险成为九原、云中二郡第一道防线；修建于蛮汗山、大青山、乌拉山南麓的赵长城，以及长城沿线修筑的障城、烽燧等防御工程成为九原、云中二郡第二道防线。这才让疲于应付内乱、兵力吃紧的秦王朝守住了九原、云中二郡。
云中郡保障代北左翼的安全；代郡则负责代北右翼的安全，主要是防护燕山西段至太行山北段重要关口，如飞狐口、张家口、居庸关，隔绝游牧部族从此攻入华北平原腹地；介于云中郡与代郡之间的是雁门郡，其地处山西北部，由于阴山丘陵地貌破碎，不能形成有效屏障，成为游牧部族南下必经之地和中原王朝反击的前沿阵地，北边有杀虎口要道通往漠南。
雁门郡据有几乎整个大同盆地，盆地东北的重镇平城（今山西省大同市）是全晋之屏障、北方之门户，防止游牧部族从阴山丘陵、张家口向南侵扰；西南的重镇马邑（今山西省朔州市）防止游牧部族从西面的河套地区向山西高原攻击。这样，雁门郡不但要保障自身安全，也要承担对代郡、云中郡的支援。一旦大同盆地失守，代北防线随即瓦解，中原王朝只能依靠大同盆地南部的恒山（句注山）防守。恒山西接吕梁山，东连太行山，把山西北部与中南部隔断。
由于大同盆地北部没有明显的地理屏障，匈奴骑兵可以轻易进入，而阴山丘陵与燕山山脉缺口处的张家口亦被匈奴占据。张家口是重要的关口，通过张家口不仅可以南下进入大同盆地，还可以向东出居庸关进入华北平原。
此时的匈奴正在崛起，而汉朝则刚从战火中建立，实力差距明显，导致代北防线压力过大。有鉴于此，汉朝希望通过分封建国加强对代北的控制。汉高祖六年（前201），刘邦划出云中、雁门、代郡五十三县，立兄长刘喜为代王，建都平城（今山西省大同市）。不仅如此，刘邦下诏将太原郡三十一县划出，建立韩国，命韩王信从颍川（治阳翟，今河南省禹州市）迁到新封地，建都晋阳（今山西省太原市），加强防御匈奴的力量。
韩王信认为都城晋阳离边塞过远，不利于防御匈奴进攻，就把都城建在了马邑（今山西省朔州市）。马邑位于大同盆地西南，南控楼烦、雁门两个关口。据朔州旧志记载，秦朝大将蒙恬率秦军北击匈奴，在此筑城养马，故名马邑。
韩王信到了封国不久，匈奴的军队南下围攻马邑，而大同的防线显然没有建立，此时代王刘喜可能还没有就国。韩王信多次派使者出使匈奴，谋求和解。汉帝国虽然发兵前往支援，但也对韩王信起了疑心，认为韩王信与匈奴频繁往来，存有二心，便毫无道理地派人去指责。韩王信见自己不被信任，索性献出马邑，投降匈奴，将整个大同盆地拱手让与匈奴，匈奴与韩王信联兵南下，越过句注山（恒山）进攻太原，抵达晋阳，深入今山西东南部。
公元前200年冬季，汉高祖刘邦御驾亲征，效仿他心目中的大丈夫——“大丈夫当如是”——秦始皇。除了平叛韩王信，还要扫荡北方，击退匈奴。战事进行得相当顺利，铜鞮（今山西省沁县一带）一战大胜后，刘邦大军乘胜追击，在晋阳击败了拦阻汉军北上的匈奴左、右贤王与韩王信余部联军，并乘胜追至离石（今山西省吕梁市），再次击败匈奴与韩王信余部联军。匈奴在楼烦（今山西省宁武县）西北集结兵力，被汉战车部队和骑兵击溃。虽然汉军取得重大胜利，但也付出了巨大的代价。恰逢隆冬，天又大雪，汉军士兵冻掉手指者占到二三成。
晋阳的刘邦得知冒顿单于屯兵恒山之南的代谷（今山西省忻州市代县），想一鼓作气击败匈奴。他前后派了多人侦察，报告都是匈奴皆老弱之兵。刘邦虽然被胜利冲昏了头脑，但至少知道匈奴不是弱国，于是派遣亲信娄敬去了解实情。可娄敬还没返回，刘邦就急不可耐地出动三十二万大军，其主要为步兵，越过了句注山，追击向北撤离的匈奴军。
娄敬返回后告诉刘邦，两国战争，主动示弱一定是匈奴的障眼法，目的是让汉军掉以轻心。刘邦并不以为然，责骂娄敬扰乱军心，并把他拘押在广武（今山西省代县）。
正如娄敬所言，这的确是冒顿单于的计策，只不过他没想到刘邦会轻易上当。刘邦率轻骑部队一路绝尘，把大军远远甩在后面，追杀匈奴军队到平城白登山（今山西省大同市东北马铺山），却不料冒顿单于提前在白登山设下埋伏。四十万匈奴大军将白登山团团围困，汉军内无粮草、外无援兵，刘邦组织几次突围，都以失败告终。
此时的刘邦才冷静下来，呈现在他眼前的匈奴军队并非老弱之兵。匈奴骑兵西面是清一色白马，东面是清一色青马，北面是清一色黑马，南面是清一色红马。可见冒顿治兵之严整，军队实力之强大。要知道，经历了秦末战争、楚汉相争，中原社会经济遭到了毁灭性的破坏，连大臣上朝都只能乘牛车。
刘邦被困白登山七天七夜。无奈之下，陈平再出奇计，找到受冒顿单于宠幸的随军阏氏，送上厚重礼品，说辞了一番。阏氏劝冒顿放刘邦一马，理由主要是，两国君主不该相互为难；匈奴即便得到中原土地也无法居住；被困七日军中不乱，说明刘邦有神灵护佑。阏氏所言理由中，后两条都能从匈奴的习俗信仰中找到依据，可第一条理由不知道依据在哪里。
冒顿考虑后决定放过刘邦，当然不全因为听信阏氏的话。作为纯粹的草原游牧民，匈奴对农耕生活根本不感兴趣，只想留在草原，而中原农耕地区无非是他们的资源补给地。现实的情况是，韩王信余部没有如期会军，令人生疑，加之汉朝大军马上赶到，于是冒顿网开一面，让刘邦率部趁着大雾逃跑。
白登之围是游牧帝国与农耕帝国的首次军事较量。匈奴向汉帝国表明了自己在世界的位置。白登之围加速了汉匈和亲缔约。白登之围后不到一年（前199），匈奴入侵代国，身为代王的刘喜弃国逃回洛阳。刘邦虽然大怒，却也无可奈何，向娄敬问策。娄敬认为，天下初定，人们厌恶战争，不宜采用武力，他建议与匈奴和亲。
蒙古草原霸主匈奴与中原大汉帝国第一次巅峰对决有惊无险，为此后的汉匈关系建立打下了基础。尽管中原再次实现了大一统，建立了汉帝国，但与之相应地，北部也多了一个统一的游牧政权。这已经是无法回避的客观事实。
当年，秦帝国北上征伐匈奴的一幕已经成为过去。对从现实着眼的刘邦而言，过去的范式已经失效，他必须为汉匈关系找出最佳的长效解决方案。刘邦不太看重面子，是个彻底的现实主义者、实用主义者。
白登之围已证明，要以武力解决匈奴对中原王朝的威胁根本不可行。娄敬提出和亲政策，通过持续的和亲，以血缘建立与匈奴王室的亲属关系，来保障两大族群长期和平共处。刘邦同意和亲，于是汉帝国与匈奴达成了双边和平协议。
协议内容规定，汉方以皇室公主嫁给单于，且要每年向匈奴供应一定物资。原则上双方以赵长城—秦昭襄王长城一线为界，这点在汉文帝时期（前179—前156）更加明确下来：“长城以北引弓之国，受令单于；长城以内冠带之室，朕亦制之。”
刘邦同意和亲，并不是把亲生女儿鲁元公主嫁出去，当时鲁元公主已经成婚，遂在宗室中找了一位公主。后历经惠帝、文帝、景帝，到汉武帝初期，汉帝国基本很好地奉行了和亲政策。
和亲政策是最有效的政策，避免了战争，为汉帝国的休养生息、积蓄实力提供了外部环境。和亲作为汉朝对外的一种政策，后来被推广到西域的乌孙国（伊犁河流域）。必须说明的是，尽管和亲政策适合当时的情况，但对于汉帝国而言，这项政策显得有失尊严，并且被解读为权宜之计，这也是后来主战派压倒主和派的一个重要原因。六十余年后，汉朝在马邑设伏，终结了汉匈和亲政策。
公元前194年，刘邦去世，刘盈继位，即惠帝（前194—前187在位），实际掌权者为惠帝的母亲吕后。冒顿闻知刘邦去世，送来书信表示要娶吕后为妻。匈奴有收继婚制习俗，大概冒顿觉得既然汉帝国的皇帝去世了，不妨把他的妻子娶来，似乎也没什么不可，也算是一种和亲。不过，冒顿此举无疑是对汉廷的冒犯，吕后也异常震怒。
主战派认为匈奴如此大不敬，应该整顿兵马，扫荡匈奴王庭。心情倒是可以理解，尤其对那些刚从战场上走过来的开国将领而言。但是主和派却有不同看法，他们认为白登之围已用事实证明，大汉实力远逊于匈奴，开战的结果只会自取其辱，辱上加辱。更何况，作为文明礼仪之邦，面对文明落后的野蛮人，实在没必要跟他们计较，那会失去大汉的君子之风。
过去的教训，现实的考量，自我的安慰，让汉廷决定低调处理此事。吕后命人复信冒顿，以自己年迈、不能侍候单于为由婉拒。语气很是低微，于强悍的吕后而言，忍受如此羞辱并非易事。史料记载，冒顿单于自觉惭愧，向吕后表示歉意。
这次外交冲突和平解决后，冒顿认识到，相当长时间内，南边的汉帝国不会对匈奴造成实质性威胁，匈奴整体实力具有压倒性的优势。
接下来的近二十年，汉匈之间维系着和亲，大规模边界战争并没有发生。但随着实力的与日俱增，匈奴开始试图向南扩大影响力。
汉文帝三年（前177），匈奴右贤王率部从原来的驻牧地大湖盆地（阿尔泰山脉与杭爱山脉之间）进驻河南地，并攻袭上郡（治肤施县，今陕西省榆林市东南），驱赶居守边塞的蛮夷部落，杀掠民众。“河南地”距离汉朝京师长安不足千里，匈奴的骑兵疾驰一日一夜便可到达。不过此处有托于六盘山、白于山之上的秦昭襄王长城为屏障，上郡还有重兵防守。
对匈奴的军事侵略，汉文帝刘恒（前179—前156在位）给予严厉谴责，指责匈奴违背以往的既成事实与和亲约定。刘恒在成为皇帝之前，于公元前196年被册封为代王，对匈奴与边地情况很熟悉。为了显示汉帝国拥有强大的军事实力护卫边境，他下令丞相灌婴率领八万五千名战车兵，前往上郡高奴（今陕西省延安市东）支援。
这是继白登之围后，汉匈双方第一次大规模出动军事力量。汉朝的出兵起到了震慑作用，两国并没有直接发生正面冲突。右贤王见势不利，退到塞外。汉朝因为济北王起兵反抗朝廷，加之右贤王已经撤离，也顺势退兵。
右贤王此举应该是为之后的军事行动做准备，至少试探汉王朝的反应。关于此次匈奴入侵，冒顿单于在给汉文帝的书面解释中强调，因为汉边的小吏辱骂右贤王，右贤王未曾汇报，擅自发兵造成边境局势紧张，“绝二主之约，离兄弟之亲”（《史记·匈奴列传》）。冒顿表示，因为小吏破坏了两国合约，他给予了处罚，命令右贤王去征服西域。很明显冒顿是在向汉文帝炫耀肌肉。
西域，是玉门关、阳关以西地区的总称，核心区域是新疆及其以西的中亚地区。匈奴右贤王的任务是继续征讨被冒顿单于击溃的月氏。
冒顿第一次击败月氏后，月氏被迫西迁。他们在西迁的过程中，随手灭了地处月氏西部的乌孙。乌孙国王难兜靡被杀，余部投奔临北的匈奴。冒顿单于收养了出生不久的难兜靡之子猎骄靡，把他抚养成人，并把乌孙余部交还给他统领。乌孙得以复国，成为匈奴属国，负责监管西域。
月氏虽然西迁，应该也没有迁徙太远。作为在西域有影响力的大国，月氏不可能在遭受一次军事打击后就彻底瓦解，但他们也试图努力回避崛起的匈奴。公元前176年，冒顿单于“罚右贤王，使至西方求月氏击之”（《汉书·匈奴传》），表明匈奴要彻底消除月氏在西域的影响。
冒顿单于在给汉文帝的书信中，简单介绍了西征的战果，“以天之福，吏卒良，马强力，以夷灭月氏，尽斩杀降下之。定楼兰、乌孙、呼揭及其旁二十六国皆以为匈奴，诸引弓之民并为一家”（《史记·匈奴列传》）。
正如冒顿单于介绍的那样，月氏人被迫逃至今伊犁河流域。伊犁河流域位于新疆天山山脉西部，三面为天山山脉所包围，西面深入今哈萨克斯坦境内，是一块水草丰美之地。
月氏人打败了原居于当地的塞种人，迫使“塞王远遁”。远迁到伊犁河流域的，被称为大月氏；继续留在河西地区与当地羌人混居的，被称为小月氏。匈奴征伐月氏，不但征服了靠近河西走廊西端的楼兰，还征服了阿尔泰山南麓的呼揭。同时再次强化对驻牧哈密一带的乌孙控制，把塔里木盆地几十个绿洲国家划入自己的势力范围。蒙古高原、河西走廊、西域，所有“引弓之民”都纳入了匈奴帝国体系中。
冒顿单于最后表示，希望汉与匈“复故约，以安边民，以应始古，使少者得成其长，老者安其处，世世平乐”（《史记·匈奴列传》）。匈奴号令北方游牧部族，控制了西域，掌控中西商路，获取了帝国所需的人力、财力。冒顿单于深知，南方的汉帝国为定居农耕大国，并不容易征服，而且匈奴对占领耕地也并不感兴趣，既然和亲能获得收益，又何必付诸战争。
汉文帝与他的臣僚们研读了冒顿单于的书信，一致认为，游牧地区都是盐碱地，不宜耕种，占领毫无用处，没必要发动战争争夺，主张继续和亲。可不知为何，两年后（前174），汉朝才回复匈奴。回信中，汉文帝首先对冒顿单于“复故约，以安边民，世世平乐”继续和亲的表态给予了充分肯定，但强调违约多在匈奴。“倍约离兄弟之亲者，常在匈奴。”他也礼节性地建议冒顿单于不必过度惩罚右贤王，给出的理由是右贤王之事发生在大赦之前。汉文帝的理由一厢情愿，汉朝的法律怎么能约束到匈奴诸侯王。最后，汉文帝以冒顿单于“伐国有功，甚苦兵事”为由，给予一定的犒劳。
可能就在冒顿单于收到汉方的书信不久，这位草原霸主、一代天骄就离世了。冒顿单于在位三十六年（前209—前174），他不但统一了蒙古高原，而且建立了对后世影响深远的制度。