匈奴单于的叔叔罗姑比得知有汉军来袭，起初并未将霍去病放在眼里，毕竟当时匈奴的两大强劲对手是卫青和李广。然而，他还是率领了三千匈奴军前去迎敌。两军阵前，霍去病毫无惧色，他身先士卒，仅五个回合便先斩了罗姑比的叔叔，罗姑比见状提刀出战，十几个回合后也被霍去病生擒活捉。霍去病率领汉军趁机掩杀过去，斩杀了匈奴军二千多人。等到匈奴援军赶到之时，霍去病早已率领部队胜利回营。

这一战，年仅十七岁的霍去病从此一战成名，被汉武帝封为冠军侯。他的名字开始在汉军之中传颂，成为了众人瞩目的焦点。

元狩二年（公元前121年），由于霍去病能力出众，十九岁的他被任命为骠骑将军，再次出征匈奴。这一次，他率领一万精骑，佯装要进攻浑邪王和休屠王，实则再次施展千里奔袭的战术，出其不意地来到了燕支山，与卢胡王、折兰王率领的四万匈奴军展开了一场惊心动魄的决战。

匈奴军的数量是霍去病军队的四倍之多，而且霍去病军经过长途奔袭，确实有些疲惫，战斗刚开始时，汉军略显招架不住。关键时刻，霍去病大吼一声，率先冲向敌阵，他勇猛地斩杀了折兰王和四名匈奴战将，汉军士气大振，纷纷以一当十，大败匈奴军。霍去病乘胜追击，一路斩杀，连扫五个匈奴部落国，俘虏了八九千人。不久后，霍去病再次奔袭，来到钧耆河与匈奴单桓王大军相遇。霍去病挺枪而出，与勇猛的单桓王大战了四十多个回合。面对武艺高强的单桓王，霍去病想到了智取之策。他佯装诈败而逃，单桓王不知是计，随后追击而来，霍去病突然回手一枪，将他打落马下并生擒活捉。酋涂王挺枪而出，也在七八个回合后被霍去病一箭射下马生擒。