此时此刻，随行的卫所士兵们迅速行动起来，化作斥候散布各处，展开全面搜索。然而，他们所遭遇的匈奴人数却寥寥无几。根据捕获的匈奴战俘供认，单于已经将草原各部落集结起来，共同对抗汉军。

刘胥率领部队一路前行，直至燕然山附近才遭遇大批逃亡的匈奴贵族。面对这些敌人，刘胥毫不留情，率领部下奋勇杀敌，并成功俘获了一万三千多名匈奴人。原来，卫青早已攻打单于庭，霍去病则攻破了范夫人城等地，匈奴被追杀至此。

刘胥派遣斥候与追击的霍去病一部取得联系后得知，主力军已经转头前往单于庭。尽管如此，刘胥仍然决定留下一部分兵力设立卫所，负责看守俘虏。随后，他与这支汉军会合，越过匈奴河，沿着姑且水和安侯河一路寻找单于庭。

当他们在安侯河和余吾水转向，继续沿着余吾水向单于庭靠近时，大量的战场情报不断传来。匈奴儿单于詹师庐统领着剩余的三十余万匈奴主力，正在与霍去病、卫青激战于姑衍山。许多匈奴老弱携带牛羊马匹纷纷败退，逃往北海方向。