永光三年庚辰，公元前41年）
春天二月，馮奉世平定羌族叛亂後回到京城長安，被改任為左將軍，並被賜予關內侯的爵位。
三月，漢元帝立皇子劉康為濟陽王。
夏天四月癸未日，平昌考侯王接去世。秋天七月壬戌日，朝廷任命平恩侯許嘉為大司馬、車騎將軍。
冬天十一月己醜日，發生地震，還下了大雨。
這一年，朝廷重新設置鹽鐵官，將博士弟子的名額增加到一千人。之所以這樣做，是因為國家財政吃緊，很多百姓都享受著免除賦稅徭役的待遇，導致朝廷沒有足夠人力、財力來承擔內外各項事務。
永光四年辛巳，公元前40年）
春天二月，漢元帝大赦天下。
三月，元帝前往雍地，祭祀五帝。
夏天六月甲戌日，漢宣帝陵園的東闕發生火災。
六月戊寅日，也就是月末的最後一天，出現了日食。漢元帝把之前那些說日食是因為周堪、張猛在朝導致災禍的大臣都召來責問，這些大臣嚇得紛紛磕頭謝罪。於是元帝下詔書稱讚周堪的才能品德，把他征召到自己身邊，任命為光祿大夫，俸祿為中二千石，並讓他掌管尚書事務；張猛則重新擔任太中大夫、給事中。但當時中書令石顯也管理尚書事務，尚書台的五名官員都是他的黨羽。周堪很難見到皇帝，隻能通過石顯向皇帝彙報事情，而事情的決定權也都在石顯口中。不巧周堪得了啞病，不能說話，不久後就去世了。石顯趁機誣陷張猛，逼得張猛在公車署自殺。
當初，貢禹上奏說：“漢惠帝、漢景帝的宗廟，按照親族關係已經出了五服，應該拆除；各郡國設立的宗廟不符合古代禮法，也應該重新整頓。”漢元帝覺得他說得對。秋天七月戊子日，朝廷廢除昭靈後、武哀王、昭哀後、衛思後、戾太子、戾後的陵園祭祀活動，隻安排少量官吏士卒守護。冬天十月乙醜日，又廢除了各郡國的祖宗宗廟。
各個皇帝的陵園分彆歸三輔管轄。漢元帝把渭城壽陵亭部原上作為自己的陵墓所在地，並下詔書說，不在陵墓附近設置縣邑，也不遷徙郡國的百姓到這裡。
永光五年壬午，公元前39年）
春天正月，漢元帝前往甘泉宮，祭祀天神泰畤。三月，又到河東祭祀土地神後土。
秋天，潁川發大水，很多百姓被淹死。
冬天，元帝到長楊宮的射熊館，舉行大規模的狩獵活動。
十二月乙酉日，根據韋玄成等人的建議，朝廷拆除了太上皇、漢惠帝的寢廟園。
漢元帝喜歡儒家學說和文學辭藻，對漢宣帝時期的政策做了不少改動。很多向皇帝上書提建議的人都得到了召見，每個人都覺得自己說到了皇帝心坎裡。此外，傅昭儀和她的兒子濟陽王劉康特彆受元帝寵愛，風頭甚至蓋過了皇後和太子。太子少傅匡衡上書說：“我聽說國家治亂安危的關鍵，在於皇帝心裡看重什麼。開國皇帝忙著創立基業、傳承帝統；繼位的皇帝，就該想著繼承發揚先帝的德行功績。以前周成王繼位後，一心想傳承周文王、周武王的治國之道，把美好的功業都歸功於兩位先王，不敢獨占美名，所以得到上天庇佑、鬼神護持。陛下您品德高尚，愛民如子，但現在陰陽不調，奸邪之事不斷，大概是因為大臣們沒有大力宣揚先帝的功績，反而總說舊製度不好用，急著變更。有些新製度行不通，又改回去，搞得大臣們互相指責，百姓也不知道該信什麼。我真覺得可惜，國家放棄已經成熟的事業，白白折騰這些！希望陛下仔細謀劃治國大業，重視遵循舊製、宣揚先帝功績，好讓大臣們安心。《大雅》說‘要時常追念你的祖先，修養自身的德行’，這是道德的根本。古書上說‘審察自己的好惡，修養自己的性情，王道就完備了’。修養性情，要清楚自己的長處，彌補不足：聰明通達的人要避免過於苛察；見識短淺的人要防止思想閉塞；勇猛剛強的人要克製暴躁；仁愛溫良的人要避免優柔寡斷；沉靜安穩的人要注意把握時機；胸懷寬廣的人要防止粗心健忘。一定要清楚自己該警戒的地方，用道義來規範自己，這樣才能實現和諧教化，那些投機取巧的人就不敢結黨營私、謀求晉升了。希望陛下以此為戒，弘揚聖德！
“我還聽說，家庭關係處理好了，天下就能治理好。所以《詩經》以《國風》開篇，《禮記》把冠禮、婚禮作為根本。《國風》從人的情感本性出發，闡明人倫關係；冠禮、婚禮奠定基礎，防範不好的事情發生。所以聖明的君主一定會謹慎處理後妃關係，明確嫡庶長幼的地位，用禮儀規範宮內事務。讓地位低的不逾越地位高的，新進門的不排在舊人的前麵，以此來理順人情、調和陰氣；尊崇嫡子、貶低庶子，嫡子在大堂東麵的台階行冠禮，用甜酒祝賀，庶子不能和嫡子同列，這是為了彰顯嫡子的正統地位，消除不必要的嫌疑。這不是表麵上走走形式，而是內心就有區彆對待，所以禮儀能把內心的想法體現出來。如果聖人日常的行為、交往都遵循規矩，那麼天下百姓也會跟著自我約束、接受教化。要是該親近的人被疏遠，該尊貴的人被輕視，那些奸佞狡猾之徒就會趁機興風作浪，擾亂國家。所以聖人要謹慎防範事情的開端，在不好的事情發生前就加以製止，不因為私人恩情損害國家大義。古書上說‘治理好家庭，天下就能安定’！”
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當年，漢武帝曾堵塞過黃河決口的宣房宮。後來，黃河又在館陶北邊決口，衝出一條新河道叫屯氏河，向東北流入大海。屯氏河的寬度和深度都和黃河差不多，所以朝廷就順其自然，沒有修築堤壩堵塞。就在這一年，黃河在清河郡的靈鳴犢口決口，屯氏河從此斷流。
建昭元年癸未，公元前38年）
春天正月戊辰日，梁地有隕石墜落。
三月，漢元帝前往雍地，祭祀五帝。
冬天，河間王劉元因為殺害無辜百姓，被廢除王位，流放到房陵。
朝廷廢除了孝文太後的寢祠園。
有一次，漢元帝到虎圈觀看鬥獸表演，後宮的妃嬪們都陪著一起看。突然有一隻熊逃出獸圈，攀著欄杆想爬上殿來，周圍的侍從、貴人和傅婕妤等人嚇得四散而逃。馮婕妤卻毫不畏懼，直接衝到前麵，擋在熊的麵前。侍衛們趕緊衝上來把熊殺死。元帝問馮婕妤：“大家都嚇得要命，你為什麼敢上前擋熊？”馮婕妤回答說：“猛獸抓到一個人就會停下，我擔心熊衝到陛下的座位前，所以用身體擋住它。”元帝聽了大為讚歎，從此對馮婕妤更加敬重。傅婕妤卻覺得很羞愧，心裡開始怨恨馮婕妤，兩人因此結下了仇怨。馮婕妤是左將軍馮奉世的女兒。
建昭二年甲申，公元前37年）
春天正月，漢元帝前往甘泉宮，祭祀天神泰畤。三月，又到河東祭祀土地神後土。
夏天四月，漢元帝大赦天下。
六月，漢元帝立皇子劉興為信都王。
東郡的京房向梁地人焦延壽學習《易經》。焦延壽常說：“學到我的學問卻因此喪命的，肯定是京房。”焦延壽的學說擅長預測災變，他把六十卦分開，輪流對應每天，根據風雨、寒溫等氣象變化作為征兆，各自都有占卜應驗的方法。京房運用得尤其精妙，他憑借孝廉的身份成為郎官後，多次上書談論災異現象，且很多都應驗了。漢元帝很欣賞他，多次召見他詢問相關問題。
京房回答元帝說：“古代帝王根據功績選拔賢才，因此萬事順利，祥瑞顯現；到了朝代末期，君主根據他人的詆毀或讚譽來用人，所以功業衰敗，引發災異。如今應該讓百官考核自己的功績，這樣災異或許就能平息。”元帝下詔讓京房製定具體方案，京房便上奏了考功課吏法。元帝讓公卿朝臣在溫室殿討論京房的方案，大家都覺得他的方法繁瑣細碎，還會讓上下級相互監督，不應該批準；但元帝心裡卻傾向於京房的建議。當時各州刺史到京師彙報工作，元帝召見他們，讓京房給他們講解考功課吏法，刺史們也認為這辦法行不通。隻有禦史大夫鄭弘、光祿大夫周堪一開始說不行，後來又覺得還不錯。
當時，中書令石顯獨攬大權，他的朋友五鹿充宗擔任尚書令，兩人把持朝政。有一次，京房被元帝單獨召見，他問元帝：“周幽王、周厲王為什麼會使國家陷入危局？他們任用的都是些什麼人呢？”元帝說：“君主不英明，任用的人又奸巧諂媚。”京房又問：“那他們是明知對方奸巧諂媚還任用，還是誤以為對方是賢才呢？”元帝說：“誤以為對方是賢才。”京房接著問：“那如今您是怎麼知道當時的人不賢能的呢？”元帝說：“根據當時國家混亂、君主危險的狀況知道的。”京房說：“如此看來，任用賢才國家必定安定，任用不賢之人國家必定混亂，這是必然的道理。周幽王、周厲王為什麼沒有醒悟，重新尋求賢才，為什麼最終一直任用不賢之人，以至於國家危亡呢？”元帝說：“麵臨混亂的君主，都認為自己的臣子是賢才；要是他們都能醒悟，天下怎麼會有危亡的君主呢！”京房說：“齊桓公、秦二世也曾聽說過這些亡國之君的事，還嘲笑過他們；然而齊桓公任用豎刁，秦二世任用趙高，導致政治日益混亂，盜賊滿山，他們為什麼不用周幽王、周厲王的例子來讓自己醒悟呢？”元帝說：“隻有有道之人才能通過過去預知未來。”
京房趁機摘下帽子磕頭說：“《春秋》記載了二百四十二年的災異現象，以此警示後世君主。如今陛下即位以來，日月失去光輝，星辰逆行，山體崩塌，泉水噴湧，發生地震，隕石墜落，夏天降霜，冬天打雷，春天草木凋零，秋天草木茂盛，降霜卻凍不死草木，水災、旱災、螟蟲災害不斷，百姓饑荒、瘟疫流行，盜賊無法禁止，受刑的人充滿街市，《春秋》所記載的災異現象如今全都出現了。陛下您看看，現在國家是安定還是混亂呢？”元帝說：“也混亂到極點了，還有什麼可說的！”京房問：“現在陛下任用的都是什麼人呢？”元帝說：“嗯，幸運的是現在的情況比周幽王、周厲王那時好一些，而且我覺得問題也不在現在任用的這些人身上。”京房說：“前世的君主，也都這麼認為。我擔心後世看現在，就像現在看過去一樣啊！”過了很久，元帝才問：“現在造成混亂的是誰呢？”京房說：“英明的君主應該自己知道。”元帝說：“我不知道。要是知道，為什麼還任用他呢！”京房說：“就是陛下最信任的，能和您在密室中謀劃大事，決定官員任免的那個人。”京房指的就是石顯，元帝也明白，就對京房說：“我知道了。”京房退下後，元帝最終還是沒能罷免石顯。
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司馬光評論說：君主如果德行不明，臣子即便想竭儘忠誠，又從哪裡入手呢！看京房開導漢元帝的方式，可謂明白透徹、情真意切了，然而元帝最終還是沒有醒悟，實在可悲！《詩經》說：“不但當麵教導你，還提著耳朵叮囑你。不但用手攙扶你，還親身示範指點你。”又說：“我教導你時那樣耐心懇切，你聽我說話卻如此輕視。”說的就是漢元帝這樣的人啊！
元帝讓京房舉薦通曉考功課吏法的弟子，打算試用他們。京房推薦說：“中郎任良、姚平，希望能讓他們擔任刺史，試行考功法；我可以留在宮中，負責奏報事務，以防信息堵塞。”石顯、五鹿充宗都忌恨京房，想把他調離京城，就建議讓京房去當郡守試試。於是元帝任命京房為魏郡太守，允許他用考功法治郡。
京房自己請求：“一年期滿後，我希望能乘坐驛站的馬車回京城奏報情況。”元帝答應了他。京房心裡清楚，自己多次發表議論，遭到大臣們反對，又和石顯等人有矛盾，不想遠離皇帝身邊，於是上密奏說：“我離開之後，擔心被掌權的人蒙蔽，落得身死而功業無成的下場，所以希望一年結束時能乘驛站馬車回京奏事，承蒙陛下哀憐，答應了我的請求。辛巳日那天，昏暗的霧氣又籠罩，太陽的顏色被遮蔽，這預示著有位高權重的大臣蒙蔽君主，讓陛下心生疑慮。在己卯日到庚辰日之間，肯定有人想阻止我，讓我不能乘驛站馬車回京奏事。”
京房還沒出發，元帝就命令陽平侯王鳳帶著詔書，讓京房不要乘驛站馬車回京奏事。京房心裡越發恐懼。
秋天，京房走到新豐，通過郵差上密奏說：“我之前在六月時說《遁卦》的預言沒有應驗，按照卦象的說法：‘有道之人剛離開，就會有洪水泛濫成災。’到了七月，果然洪水暴發。我的弟子姚平對我說：‘您可以說懂得道，但不能說相信道。您預言災異，沒有不應驗的。洪水已經來了，您這個有道之人接下來就該因進諫而死，還有什麼可說的！’我說：‘陛下極其仁愛，對我尤其寬厚，即便說了會死，我還是要說。’姚平又說：‘您這隻能算小忠，算不上大忠。以前秦朝趙高掌權時，有個叫正先的人，指責趙高後被殺死，趙高的威風從此樹立起來，所以秦朝的混亂，是正先加速促成的。’如今我能出京擔任郡守，本想努力做出功績，但恐怕還沒做出成績就死了，希望陛下不要讓我成為應驗洪水災異的人，像正先那樣死去，被姚平嘲笑。”京房走到陝縣時，又上密奏說：“我之前建議讓任良試行考功法，我留在朝中。那些反對的人知道這樣對他們不利，我又不容易被蒙蔽，所以說‘試用弟子不如試用老師’。讓我當刺史，我又能回京奏報情況，於是他們又說‘當刺史，恐怕太守不會和您同心，不如讓您當太守’。這就是他們想隔絕我和陛下聯係的手段。陛下沒有違背他們的話，就聽從了建議，這就是昏暗霧氣不散、太陽失去光彩的原因。我離京城越遠，太陽被遮蔽得就越厲害，希望陛下不要覺得召回我有困難，而違背了天意。那些邪說雖然能讓某些人感到安穩，但天氣一定會發生變化，所以人可以被欺騙，天卻不能被欺騙，希望陛下明察！”
京房離開京城一個多月後，最終還是被征召入京，關進了監獄。當初，淮陽憲王的舅舅張博，狡猾投機、品行不端，多次向淮陽憲王索要金錢，想幫淮陽憲王謀求進京朝見皇帝的機會。張博跟著京房學習，還把女兒嫁給了京房。京房每次朝見皇帝回來，就會把和皇帝的談話內容告訴張博。張博就記下京房說的這些私密話語，讓京房替淮陽憲王寫請求入朝的奏章草稿，還把這些都拿給淮陽憲王看，當作憑證。石顯得知此事後，告發京房和張博合謀，誹謗朝廷政治，把過錯歸咎於天子，誤導諸侯王。京房和張博都被下獄，處以死刑，妻子兒女被流放到邊疆。鄭弘因為和京房關係好，被免去官職，成為平民。
禦史中丞陳鹹多次批評石顯，過了一段時間，因為和槐裡令朱雲關係好，泄露了宮中的話，石顯暗中探知後，陳鹹和朱雲都被下獄，受髡刑，被罰做苦役。
石顯的權勢一天比一天大，公卿以下的官員都害怕他，走路時都不敢正常邁步，隻能小心翼翼地跟著前麵人的腳印走。石顯和中書仆射牢梁、少府五鹿充宗結成黨羽，那些依附他們的人都得到了顯貴的職位，百姓編歌唱道：“牢梁啊！石顯啊！還有五鹿充宗啊！你們的官印一個接一個，印綬也是那麼華麗啊！”
石顯心裡明白自己獨攬大權，擔心皇帝哪一天聽信身邊人的話來疏遠自己，於是時常表現出忠誠的樣子，獲取皇帝的信任。有一次，石顯奉命到各官府辦事，需要征調物資，他事先向皇帝請示：“我擔心回來晚了，宮門關閉，請求陛下下令讓官吏開門。”皇帝答應了。石顯故意在深夜回來，聲稱是奉了皇帝的命令打開宮門進去的。後來果然有人上書告發“石顯獨斷專行，假傳聖旨打開宮門”，皇帝看了，笑著把奏章拿給石顯看。石顯趁機哭著說：“陛下過分偏愛我，把事情托付給我，所以下麵的人沒有不嫉妒我，想陷害我的，像這樣的事情不止一件，隻有英明的陛下能了解我。我出身低微，實在沒辦法讓所有人滿意，承受天下人的怨恨。我希望辭去掌管中樞機要的職務，去後宮做打掃的差事，這樣就算死了也沒有遺憾。希望陛下憐憫我，恩準我的請求，讓我能活下去。”皇帝認為他說得有道理，很同情他，多次安慰勉勵他，還給他豐厚的賞賜，石顯得到的賞賜和彆人送的賄賂加起來多達一萬萬錢。
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當初，石顯聽說大家都在議論，說他害死了前將軍蕭望之，擔心天下的學者指責自己，因為諫大夫貢禹精通經術、氣節高尚，於是派人表達心意，和貢禹結交，還向皇帝推薦貢禹，貢禹一路升遷到九卿的位置，石顯對他的禮節十分周到。於是就有人稱讚石顯，認為他並沒有嫉妒、誣陷蕭望之。石顯施展陰謀詭計為自己開脫罪責、獲取皇帝信任，用的都是這類手段。
荀悅評論說：奸臣迷惑君主的程度實在太深了，所以孔子說：“要遠離奸佞之人。”不隻是不任用他們，還要遠遠地隔絕他們，堵塞奸佞產生的源頭，這才是防範的最高境界。孔子說：“政，就是正的意思。”治國的關鍵根本，在於先端正自己。公平正直、誠實守信，是端正自身的主要內容。所以，授予官位前，一定要核實其品德是否真實；安排事務前，一定要核實其能力是否真實；給予賞賜前，一定要核實其功績是否真實；施加刑罰前，一定要核實其罪行是否真實；尊重一個人之前，一定要核實其品行是否真實；相信一個人之前，一定要核實其言論是否真實；使用一件物品前，一定要核實其質量是否真實；處理一件事情前，一定要核實其情況是否真實。這樣，眾多正直的人彙聚在朝廷，各種實事落實在民間，先王的治國之道，就是如此罷了！
建昭二年公元前37年）八月癸亥日，光祿勳匡衡升任禦史大夫。閏月丁酉日，太皇太後上官氏去世。這年冬天十一月，齊地和楚地發生地震，降下大暴雪，樹木被折斷，房屋也遭到毀壞。
建昭三年乙酉，公元前36年）
夏天六月甲辰日，扶陽共侯韋玄成去世。秋天七月，匡衡升任丞相，戊辰日，衛尉李延壽被任命為禦史大夫。
這年冬天，西域都護、騎都尉北地人甘延壽，與副校尉山陽人陳湯，在康居合力誅殺匈奴郅支單於。
起初，郅支單於自恃匈奴是大國，又打了勝仗，十分驕橫。他對康居王毫無禮數，一怒之下殺死康居王的女兒、貴族及數百百姓，還把一些人肢解後扔進都賴水中。他強迫百姓修築城池，每天征調五百人，修了兩年才完工。他還派使者向闔蘇、大宛等國索要每年的進貢，這些國家不敢不給。漢朝先後派三批使者到康居，索要穀吉等人的屍體，郅支單於卻刁難、侮辱漢朝使者，拒不接受漢朝詔令。他還通過西域都護上書，說“生活困苦，希望歸附強大的漢朝，送兒子入朝侍奉皇帝”，態度傲慢無禮到了極點。
陳湯為人沉著勇敢，深謀遠慮，足智多謀，渴望建立奇功。他和甘延壽商議說：“夷狄懼怕臣服強大的國家，這是天性。西域原本屬於匈奴，如今郅支單於威名遠揚，不斷侵犯烏孫、大宛，還經常為康居出謀劃策，企圖讓這兩國臣服。如果他真的控製了這兩個國家，幾年之內，西域各城郭國家都將陷入危險。而且郅支單於的部下剽悍善戰，多次獲勝。如果放任不管，時間一長，必定成為西域的大患。雖然康居距離遙遠，但蠻夷之地沒有堅固的城池和強勁的弓弩防禦。要是征調屯田的官兵，再驅使烏孫的軍隊，直搗郅支單於的城池，他們想逃沒處逃，守城又難以自保，這樣千載難逢的大功，一個早上就能成就！”甘延壽也覺得有道理，打算上奏朝廷請求批準。陳湯卻說：“朝廷和公卿們商議，這麼重大的決策，一般人難以理解，事情肯定不會獲批。”甘延壽猶豫不決，沒有聽從。
正巧甘延壽久病不起，陳湯便擅自假傳聖旨，征調西域各城郭國家的軍隊，以及車師戊己校尉屯田的官兵。甘延壽得知後，驚得跳起來，想要阻止。陳湯大怒，手按寶劍嗬斥道：“大軍已經集結，你小子想壞了大家的大事嗎！”甘延壽隻好聽從。兩人部署軍隊，漢朝和西域各國的軍隊加起來共有四萬多人。甘延壽、陳湯上奏彈劾自己假傳聖旨的罪狀，同時陳述了軍事行動的情況。當天，他們就帶領軍隊分路進發，兵分六路：其中三路從南道越過蔥嶺，直奔大宛；另外三路由甘延壽親自率領，從溫宿國出發，經北道進入赤穀，穿過烏孫，進入康居境內，抵達闐池西邊。
此時，康居副王抱闐率領數千騎兵侵犯赤穀城東部，殺害、擄掠大昆彌的一千多人，搶走大量牲畜，在後麵追上了漢軍，還搶劫了漢軍的後勤物資。陳湯派西域的軍隊迎擊，殺死四百六十人，救回被擄掠的四百七十人，交還給大昆彌，繳獲的馬、牛、羊則充當軍糧，還抓獲了抱闐的貴族伊奴毒。進入康居東部邊境後，陳湯下令軍隊不得搶掠。他暗中召見康居的貴族屠墨，向他展示漢朝的威嚴和信譽，和他飲酒結盟後才放他離開。大軍繼續前進，在距離郅支單於城大約六十裡的地方安營紮寨。後來又抓獲康居貴族貝色子的兒子開牟，讓他做向導。貝色子是屠墨母親的弟弟，他們都怨恨郅支單於，因此漢軍詳細了解到了郅支單於的情況。
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第二天，軍隊繼續前進，在距離城池三十裡的地方停下紮營。郅支單於派使者來問：“漢軍為什麼到這裡？”漢軍回應：“單於上書說‘生活困苦，希望歸附強大的漢朝，親自入朝拜見天子’，天子憐憫單於放棄大國，屈居康居，所以派都護將軍來迎接單於的妻子兒女。我們擔心驚動單於身邊的人，所以沒敢到城下。”雙方使者多次往來溝通，甘延壽、陳湯趁機責備道：“我們為單於遠道而來，到現在卻沒有一個有名的王或貴族來見將軍接受指令，為什麼單於如此忽視大事，不懂待客之道呢？我們軍隊遠道而來，人馬疲憊不堪，糧草也快用完了，恐怕難以返回，希望單於和大臣們仔細考慮對策。”
第二天，漢軍前進到郅支城的都賴水邊，在離城三裡處紮營布陣。遠遠望見單於城上插著五彩的旗幟，數百人披著鎧甲登上城牆防守；又有一百多騎兵在城下往來馳騁，一百多名步兵在城門兩側擺出魚鱗陣，演練戰術。城上的人還向漢軍挑釁：“有種的過來決戰！”一百多騎兵衝向漢軍營壘，漢軍營地立即張開弓弩，拉滿弓弦對準他們，騎兵隻好退了回去。漢軍派部分官兵射擊城門的騎兵和步兵，這些人紛紛退回城中。
甘延壽、陳湯下令：“聽到鼓聲，都逼近城下，從四麵包圍城池，各自守住自己的位置，挖壕溝，堵塞城門，盾牌兵在前，戟兵和弩兵在後，仰射城樓上的人。”城樓上的敵人紛紛逃下。土城外還有一層木城，木城中的敵人向外射箭，殺傷了不少漢軍。漢軍就用柴草焚燒木城。夜裡，數百騎兵想出城突圍，漢軍在外麵迎擊，將他們全部殺死。
一開始，單於聽說漢軍來了，想逃走，但又懷疑康居怨恨自己，會作為漢軍的內應，再加上聽說烏孫等國的軍隊都出動了，覺得無處可去。他已經出城，又返回來說：“不如堅守。漢軍遠道而來，不可能長期攻打。”於是單於披上鎧甲登上城樓，他的多位閼氏、夫人等幾十人，都用弓箭射擊城外的漢軍。漢軍射中單於的鼻子，單於的夫人也死了不少，單於隻好下城。