漢軍出定襄之後就向北疾進，意在奔襲伊稚斜單於本部。結果出塞不久即遇到匈奴軍，不過，這不是匈奴的主力，隻是一支數千人的中等部隊，漢軍將他們輕鬆全殲。但是伊稚斜單於因此而得到風聲，轉移了。
漢軍搜尋了很多天都沒有找到匈奴主力。衛青隻得令各軍分別回定襄、雲中、雁門一帶休整。
休整了一個多月之後，漢軍再次出定襄，向北行進了數百裏，這次終於遭遇了大股匈奴軍，雙方發生激戰。
正殺得難解難分時，伊稚斜單於的主力和左賢王的軍隊同時趕來增援，這樣一來，匈奴軍人數頓時超過了漢軍！
但是漢軍毫無怯意，衛青身先士卒，率領全軍奮勇搏殺，共斬殺匈奴萬餘人，最終，匈奴敗退。
好不容易殺退了匈奴大軍，漢軍也非常疲累了，衛青正要鳴金收軍，沒想到他麾下有個愣頭青還沒有殺夠癮，竟帶著他所部的800精騎追殺匈奴去了。
這個愣頭青，就是衛青的外甥霍去病！
前麵講過了，衛子夫的二姐衛少兒跟衛子夫一起在平陽侯家當奴婢時，跟平陽縣的小吏霍仲孺發生了關係，生下了兒子霍去病。生下霍去病之後，霍仲孺這個渣男竟然不負責任，拍拍屁股就走，回家娶妻生子去了，而且從此就跟衛少兒斷絕了來往，大概是怕衛少兒找他要兒子的扶養費！
因此，霍去病是由衛少兒單獨撫養大的，他小時候一直不知道自己的父親是誰。被霍仲孺蹬掉之後，又過了好幾年，衛子夫得到了武帝的寵幸，衛媼一家人都離開平陽去長安享福，衛少兒也帶著霍去病去了。
此後，衛子夫在宮中的地位日益顯貴，直至最後當上了皇後，她的娘家人身份也水漲船高。霍去病雖然是私生子，日子卻過得跟列侯的子弟一樣優渥。
然而，他天生是良材美質，極度富貴的生活沒有使他墮落成花花太歲，他從小就苦練武藝，練得一身超卓的騎射功夫。武帝見他一表人才，膽略過人，又有一身好武藝，對他極為喜愛，他十八歲時就任用他當了自己的親隨（侍中）。
武帝見他在軍事方麵很有悟性，就想親自教他《孫子兵法》和《吳起兵法》，但是他卻不感興趣，說：“打仗隻看謀略怎麼行？我用不著學古代的兵法（顧方略何如耳，不至學古兵法）！”
這次衛青出征匈奴，武帝有意讓霍去病去軍中曆練。有很多論者都說霍去病是十八歲從軍，這是不對的，《史記》說他：“年十八，幸，為天子侍中。”顯然，十八歲是當侍中。衛子夫是元朔元年當皇後的，估計霍去病當侍中也在此時，或稍前稍後，因此，元朔六年衛青第五次出擊匈奴時，也就是霍去病首次從軍時，當是二十三歲左右！
霍去病這次首秀，是在舅舅衛青手下當校尉，號“驃姚校尉”。驃姚，輕捷的樣子，顧名思義，他帶的部隊應該是屬於輕騎兵或快速反應部隊之類的兵種。
這渾小子這次跟隨舅舅出征，第一次出戰時沒有碰到匈奴主力，隻搞到一盤開胃菜，他肯定非常不過癮。第二次出戰，總算有大把大把的匈奴供他殺了，他正殺得興起，匈奴卻逃了，於是，他帶著部下的800精騎就追。這一追，竟追出了數百裏，一路斬殺匈奴2千餘人，連伊稚斜單於的大行父（跟祖父同輩的伯祖父、叔祖父之類）藉若侯產都成了他刀下之鬼。單於的叔父羅姑以及匈奴的相國、當戶等高官，都成了他的俘虜。
他成了全軍軍功最高的人，武帝封他為冠軍侯，賜食邑2500戶。