漢武帝盼望著使者們帶回來汗血馬，他一聽這些人的報告，心中不但不對大宛生惱，反而更加覺得大宛汗血馬才是真正的至寶。漢武帝想得到汗血馬的欲望更加強烈地膨脹起來。於是，漢武帝派出壯士車令為首的使節團，出使大宛國，並以千兩黃金和一匹黃金鑄造的跟真馬一樣大小的金馬為禮物，獻給大宛王，以求得到貳師城的千裏馬。漢武帝心想，這回大宛王該滿意了吧。
漢使團一路吃盡千辛萬苦，半年多後抵達大宛國中，車令求見大宛王毋寡，他說：“漢天子令臣等專程以黃金千兩、金馬一匹請求交換貴國的汗血馬。”毋寡隻想要金馬，卻不想拿汗血寶馬交換，一時沒了主意，就召集大臣們商量對策。
眾大臣一致認為，大宛國已經得到了漢朝不少的財物，對於這一點東西並不稀罕。漢朝離大宛路途遙遙，中間還隔著鹽澤（羅布淖爾），以及無數流沙，這條路上草木不生，附近的水源又鹹又苦，根本不能供人馬飲用，又常常沒有地方居住，食物也無法供給，就連後備物資充足的使節們，也屢屢死在道上。如果漢朝人想繞道走沙漠之北，有匈奴汗國的軍隊對他們造成威脅；如果他們走沙漠之南，既無水又無草，千裏無人煙，隻能靠死人的白骨以及牛馬的骨頭和糞便作為道路的標誌，經常迷失道路，葬身荒漠。漢使團每次都死亡累累，有的甚至超過半數。而漢朝要是派大兵團想平安通過，無疑更加困難。大宛就算拒絕了漢朝的要求，漢朝也毫無辦法。況且，貳師城裏的馬都是大宛的國寶，絕不能輕易地送給別人。於是，大宛王毋寡一口拒絕了車令的請求。
車令還以為這次出使一定能馬到成功，不想吃盡千辛萬苦到了大宛國被當頭潑了一瓢涼水。車令惱羞成怒，他毫無理性地把大宛王毋寡破口大罵了一頓，又當著大宛群臣的麵，把帶去的金馬砸得稀爛，一揮手領著隨從揚長而去。
沒想到會出現這樣的事情，大宛君臣們一時間麵麵相覷，等他們回過神來，也十分震怒，一位大臣對毋寡說：“漢使也太輕視我國了，我們絕對不能就這樣讓這個狂妄的漢使回漢朝去。”
大宛王毋寡馬上寫了封信給東邊的守將鬱成王，讓他們出兵攔截漢朝的使者。鬱成王接信之後，就帶著人馬等在漢朝使者回去的路上。漢朝使者車令和隨從士兵來到後被鬱成王團團圍住。車令畢竟人少勢弱，被鬱成王殺了個片甲不留，那些帶去的黃金和禮物也全部被鬱成王奪去了。
大漢朝使節團全被屠殺，一人不留，這在曆史上還是第一次。漢武帝接到報告大發雷霆，他為栽到大宛這個小國手裏而感到恥辱，因而決心報複。於是，召來群臣商議報複計劃。曾經出使過大宛的姚定漢說：“大宛的兵力並不強，皇上隻要派出三千人馬，多帶些弓箭，就一定能把大宛打下來。”
漢武帝一想：上次派趙破奴進攻樓蘭，王恢僅輕騎七百就生擒了樓蘭王，這次三千騎兵一定能對付得了大宛。於是，武帝決定以大宛劫殺漢使為名，出兵大宛。
此時，大將軍衛青、驃騎將軍霍去病都已經去世，朝中“名臣文武欲盡”，漢武帝深感身邊沒有可堪重用之人。讓誰做這次西征大宛的主帥呢？這次出師必捷的大功一定要派給一個自己寵愛的人去才行。漢武帝想到了他的寵姬李夫人的哥哥李廣利。李夫人在臨終前，曾請求武帝代為關照李氏兄弟，但漢家祖製是無功者不得封侯，李延年、李廣利兄弟沒有從前衛青、霍去病那麼多驕人的戰功，也沒有竇嬰、田蚡的政治手腕，要想獲得高官厚祿，就必須建立功勳。於是，漢武帝拜李廣利為將軍，負責這次遠征，因為這次戰爭的實際目的，是要取得貳師城裏的良馬，所以稱李廣利為貳師將軍。並讓對西域情況了如指掌的王恢協助他，在前麵為西征軍帶路，又認命趙始成為軍正，李哆為校尉。
公元前104年秋，貳師將軍李廣利裝備妥當，揮師西進。這次，漢武帝撥給了他6000精騎，又征發各郡國的頑劣青少年數萬人隨從出征，以壯聲勢。精明的武帝這次犯了輕敵的錯誤，西征軍雖有數萬，但能衝鋒陷陣的僅6000騎兵而已。
軍隊出了玉門關，艱難跋涉在茫茫沙漠地帶，等到漢軍過了鹽澤以後，數萬人馬已減員大半，活下來的兵卒也已疲憊不堪。然而，困難還不止這樣，在匈奴的策動下，沿路的小國也聯合起來抵製漢軍，不給他們供應糧草。他們據城堡固守，漢軍能攻下來的就有飯吃，攻不下來的，隻好休整幾天繞道離開。漢兵沿途受凍挨餓，又沒有足夠的飲水，再加上水土不服，一路跋涉大漠荒灘，餓死、病死或被沙漠吞沒的不計其數，人馬越來越疲乏，不斷有人倒在行進的路上，再沒能起來。此時已經是初冬時節，塞外邊地氣候格外苦寒，又有不少士兵忍受不了寒冷而死去。等到貳師將軍領著疲憊不堪的漢軍到達大宛邊城鬱成城時，就隻剩幾千毫無鬥誌的餓卒羸兵了。
貳師將軍整頓兵馬，向鬱成城發起攻擊。結果，被殺得人仰馬翻，傷亡慘重。李廣利與李哆、趙始成商議說：“我們就連鬱成城這樣的小邑都攻不下，怎麼又能攻到大宛的王城呢？”因此，李廣利遂率軍東撤。