二师将军率军攻打西域大宛国，因道路遥远，给养不济，二师将军率领疲惫饥饿的将士，此时离他们最近的城邑是郁成，如果能顺利攻下郁成，有了给养，仗还有的打。二师将军李广利决定攻打郁成。但遗憾的是，没有攻打下来，而且损兵折将。
将士们已经没有斗志，不可能拿下大宛国，于是二师将军率军撤回，往来经过二年，无尺寸之功，当大军退回敦煌时，所剩士兵只有十分之一二。他们不敢贸然回国，派使者向天子报告说：因道遥远，给养跟不上，战士经常挨饿，没有战斗力。士兵们不怕打仗，只是忧虑没粮吃，会饿肚子。人少不足以攻取大宛，希望暂时收兵，将来多派军队在前去讨伐大宛。
汉武帝听后大怒，就派使者把他们阻止在玉门关，并传达汉武帝旨意：“军中有敢擅自进入玉门关者，杀无赦。”
二师将军李广利害怕掉脑袋，便率军停留在敦煌。
福不双至祸不单行，偏偏汉军与匈奴的战争中损失二万多人。公卿大臣们议论，都希望能停止打大宛的军事行动，集中力量攻打匈奴。
天子认为，已经开始讨伐大宛，大宛是小国都没能攻下来，大夏等其它大国就会轻视汉朝，而大宛的良马，就再也不会来到汉朝了。乌孙和仑头就会轻易给汉朝使者找麻烦，让外国人嘲笑。
汉武帝一定要讨伐大宛，并惩治了反对打大宛的官员，赦免了囚徒和犯了罪的士兵，增派边地骑兵和品行恶劣的青年。不到一年时间，就在敦煌集聚了六万多人，为再次讨伐大宛做好了准备。
汉武帝做了充分的准备，从各诸侯国筹集十万头牛，三万匹马，还有上万头驴、骡、和骆驼等物资。并筹集了大量的粮食，从各地军中挑选能打仗的校尉五十多人。一切准备工作就绪，二师将军再次率军出征。
这次出征规模大，一些小国害怕挨打，便早早拿出食物供应汉朝军队。汉朝大军先到达仑头国，仑头国王不肯投降，便遭到汉朝大军的攻击，全国被血洗。
汉军灭了仓头国，大军直抵大宛国，大宛国没有想到汉军如同天兵天将，抵达大宛王城。大宛王派军队仓促迎战，被汉军箭弩齐发，败退回城中，依靠城墙守卫。贰师将军派人断了大宛城的水源，这时大宛才后悔当初的不友好行为。
汉军包围大宛城，攻打了四十多天，攻破了外城，俘虏了大宛贵族中的勇将煎靡。大宛人非常恐惧，都跑进城中。
大宛的高级官员们互相商议说：“汉朝之所以攻打大宛，是因为大宛王毋寡藏匿良马，又杀了汉朝使者的缘故。如果我们杀死了宛王毋寡，并献出良马，汉朝军队定会解围而去。如果他们不撤军，我们在拼死一战也不晚。”
大宛的官员认为此话正确，便共同杀死了大宛王毋寡，派遣使臣拿着毋寡的人头去见二师将军。并提出条件说：“汉军如果撤军，我们就把良马全部交出来，任凭你们挑选，并供应汉军粮食。”
“如果你们不接受我们我们的条件，我们就把良马全部杀死。我们的援军马上就到了，我们的军队从城里往外攻，援军从外往里攻，内外夹击，谁胜谁败还真不好说，希望你们仔细考虑。”
二师将军和众将商议，现在大宛王的人头已经送来了，又同意了我们随便挑选良马，而且还供应我们粮食，我们的目的基本达到了。如果继续攻域，大宛一定会拼死一战，就算我们打赢了，也得损失惨重，接受条件对双方都有利。二师将军决定，答应了大宛国的条件。
二师将军答应了大宛的条件，解除了围城，一场大战算是结束了。大宛信守承诺，献出了他们的良马，任凭汉军挑选。并拿出许多粮食供应汉军。
汉军选取最好的汗血宝马几十匹，选中等以上的公马与母马三千多匹。又立了大宛贵族中从前对待汉朝使者很友好的昧蔡为大宛王，又同新大宛王订立了盟约，汉军便撤离大宛，回到汉朝。
二师将军从敦煌出发前，派出一支先头部队，由校尉王申生等人率领一千余人，从另一条路到达郁成国，郁成人据城坚守，不肯向汉军供应粮食。
王申生离开大军二百里，认为大军很快就到了，而轻视郁成。校尉王申生向郁成索取粮食，郁成不肯给，并窥视汉军，知道王申生的士兵逐日减少，就在一天早晨，命三千士兵突袭汉军，校尉王申生被杀，汉军一哄而散。
逃散的士兵跑回二师将军大营，贰师将军命令搜粟都尉上官桀，前去攻打郁成。郁成王逃到康居，上官桀追到康居。康居王听说汉军已攻下大宛，就把郁成王献给了上官桀，上官桀命令四个骑兵捆绑了郁成王，押送到二师将军大营。
四个骑兵认为郁成王是汉朝所恨的人，送活的万一在半路发生什么意外，不好向二师将军交待，就决定杀了他。四个骑兵谁也不敢动手，还是年龄最小的上邽人赵弟，拔出宝剑，割下他的人头，送给了二师将军。
贰师将军二次出征，天子派使者告诉乌孙，要求他派兵与汉军联合攻打大宛。乌孙国出动二千骑兵前往大宛，远远的扎营，观望汉军的举动。一见汉军围困大宛，便带兵前来助阵。汉军围困大宛四十天，大宛终于投降了，结束了这场战争。
西域各国终于知道了汉朝的实力，当贰师将军胜利东归，所路过的各个小国，听说大宛国投降了，都派他们的子弟随汉军前往汉朝进贡，拜见天子，并留下子弟做汉朝的人质。
二师将军二次西征，扬了国威、军威，使西域各国都臣服于汉朝。汉朝从此与西域来往密切，汉武帝也终于完成了他的一个心愿，把西域也划入汉朝的版图。