漢元帝建昭三年(公元前36年),身為西域副校尉的陳湯跟西域都護(hù)甘延壽奉命出使西域。陳湯這個(gè)人沉著勇敢，深思遠(yuǎn)慮，滿腦子都是謀略，渴望建立奇功?，F(xiàn)在身居異域，他忽然靈機(jī)一動(dòng)，跟甘延壽商議道：“西域各族畏懼匈奴強(qiáng)悍，這是天性。西域各國(guó)，本來都?xì)w匈奴管，現(xiàn)在郅支單于的威名又遠(yuǎn)近傳播，不斷侵犯烏孫王國(guó)和大宛王國(guó)，經(jīng)常給康居王國(guó)出謀劃策，目的在于并吞烏孫和大宛?！彼赋觯阂坏┌褳鯇O和大宛征服，郅支單于還會(huì)向北、向南擴(kuò)張，只要幾年時(shí)間，西域所有王國(guó)都會(huì)受到威脅。郅支單于離我們雖然路途遙遠(yuǎn)，但是他們沒有堅(jiān)固的城堡和強(qiáng)勁的弓箭。如果我們征調(diào)屯田的武裝部隊(duì)，并率領(lǐng)烏孫王國(guó)的國(guó)防軍，挺進(jìn)到他們的城堡之下，那么他們要逃就沒有地方可逃，要守也守不住。這是千載難遇的功業(yè)，可以在一天早上實(shí)現(xiàn)。
甘延壽也認(rèn)為有理，打算奏請(qǐng)朝廷批準(zhǔn)。陳湯認(rèn)為，這是一項(xiàng)遠(yuǎn)大的策略，不是平庸的官僚所能了解，他們肯定不會(huì)同意。言外之意，得采取特殊手段。甘延壽猶豫不決。正好，不久，甘延壽病倒了。陳湯就瞞著甘延壽假傳圣旨，征調(diào)各國(guó)武裝部隊(duì)和車師戊已校尉屯田的吏士。甘延壽知道后驚恐萬狀，從床上爬起來要加以阻止。陳湯大怒，手按劍柄厲聲警告說：“大軍已會(huì)集待發(fā)，你這小子是不是要存心壞事？”甘延壽只好聽之任之。于是陳湯、甘延壽一面加緊部署，集結(jié)兵力，一面上奏章自我彈劾假傳圣旨之罪，陳述所以如此做的理由。
發(fā)出奏章的當(dāng)天，4萬大軍分成六路縱隊(duì)，由南北兩線同時(shí)出發(fā)。陳湯在行軍途中還同康居王國(guó)的副王抱闐打了一次遭遇仗。抱闐剛剛搶掠大昆彌部落回來，載有大批輜重，陳湯縱胡兵迎擊，斬殺對(duì)方460人，奪回抱闐所擄掠的烏孫人470人，讓他們回國(guó)(大昆彌)。奪回的牲畜，就留下來作為軍隊(duì)補(bǔ)給。這次回?fù)暨€捕得抱闐手下貴族伊奴毒。大軍到了康居王國(guó)的東部邊境，陳湯下令嚴(yán)守紀(jì)律，不得搶掠。秘密跟康居王國(guó)的貴族屠墨會(huì)晤，向他表明中國(guó)政府的威力和決心。跟屠墨暢飲盟誓之后，才送他回去。大軍繼續(xù)前進(jìn)，在距離單于城60里處安營(yíng)扎寨，構(gòu)筑陣地。這時(shí)又捕獲康居王國(guó)另一位貴族貝色子男開牟，責(zé)令他當(dāng)向?qū)А４巳耸峭滥木烁?，他舅甥都痛恨郅支單于。中?guó)遠(yuǎn)征軍因之對(duì)郅支單于的內(nèi)部情況了解得清清楚楚。第二天大軍行到離單于城30里處扎營(yíng)。郅支單于派人前來詢問中國(guó)軍隊(duì)到這里來的目的。遠(yuǎn)征軍回答：皇帝憐憫單于，才派西域總督率軍前來接迎單于的妻子兒女?？峙麦@動(dòng)單于的左右，所以沒直抵城下。
雙方使節(jié)往來了幾次之后，甘、陳出面責(zé)備郅支單于：忘記了當(dāng)初的請(qǐng)求，不知道主人待客人的禮貌。他們?nèi)死яR乏，糧秣將盡，無法回程，請(qǐng)單于跟大臣們慎重考慮。
第二天大軍挺進(jìn)到都賴水畔，在距單于城3里處構(gòu)筑陣地?？匆妴斡诔巧巷h揚(yáng)的五色旗幟，和數(shù)百名正在訓(xùn)練戰(zhàn)斗演習(xí)的匈奴士兵。城上守軍還向中國(guó)軍隊(duì)挑戰(zhàn)：“有種的過來！”接著小磨擦開始，先是百余匈奴騎兵直沖營(yíng)壘被擊退。接著遠(yuǎn)征軍強(qiáng)弓部隊(duì)出營(yíng)，射擊城門外操練的匈奴騎兵和步兵，敵兵立即進(jìn)入城內(nèi)，緊閉城門。
甘延壽、陳湯遂下總攻擊令：聽到鼓聲，直撲城下，四面包圍，各記所守，開鑿洞穴，堵塞射擊孔，盾牌在前，保護(hù)強(qiáng)弓部隊(duì)，強(qiáng)弓部隊(duì)負(fù)責(zé)射擊城樓守軍。攻擊開始，城樓上的匈奴守軍很快潰散。土城之外，還有兩層堅(jiān)固的木墻。敵軍由木墻射擊，遠(yuǎn)征軍傷亡頗多。于是遠(yuǎn)征軍縱火，木城燃燒。入夜，數(shù)百名匈奴騎兵突圍，中國(guó)遠(yuǎn)征軍迎頭痛擊，使之全殲。
午夜之后，木城全毀，匈奴守軍退入土城，再登城墻，呼號(hào)吶喊。這時(shí)，康居王國(guó)的1萬余人的援軍到達(dá)，分成10余隊(duì)，每隊(duì)千余人，對(duì)中國(guó)兵團(tuán)作反包圍，跟城上的匈奴軍互相呼應(yīng)。并乘黑夜，向中國(guó)遠(yuǎn)征軍陣地進(jìn)撲，然而無法得逞，就向后撤退。天將亮?xí)r，中國(guó)遠(yuǎn)征軍對(duì)單于城發(fā)起更大規(guī)模的進(jìn)攻，四面火起，吶喊聲，戰(zhàn)鼓聲，號(hào)角聲驚天動(dòng)地。康居援軍再向后撤，中國(guó)遠(yuǎn)征軍舉盾堆土，攀土而上。
郅支單于看大勢(shì)已去，遂率領(lǐng)百余名匈奴戰(zhàn)士退入皇宮。中國(guó)運(yùn)征軍火燒皇宮，戰(zhàn)士爭(zhēng)先沖入。郅支單于身受重創(chuàng)，氣絕而死。軍侯假丞杜勛，砍下郅支單于人頭。