单桓、酋涂两部隶属于浑邪部，几万牧人又分成了好几十个部落，每个部落都有自己的小王，逐级听命于高一级的部落王。
霍去病的大军沿着沙漠边缘行进，一旦遇到匈奴牧人，统统射杀，避免了行军路线的暴露，这支汉军的战马也是经过精挑细选的，经得起长时间急行军，第二天黄昏，大军便达到居延泽附近。
斥候来报：“将军，前方二十里有匈奴人的部落，帐篷数千顶，足有万人。”
霍去病眼前一亮：“好啊！赵破奴带五千人从左路迂回，高不识带五千人从右路迂回，两路人马在敌人的北方汇合，截住敌人退路，我自领一万人冲杀，务必全歼敌人。”
二将领兵冲了出去。霍去病率军缓缓前行十里，估摸着二将已经到位，才大旗一挥，号令全军冲锋。
这是单桓部营地，同时也是单桓王驻地所在，匈奴人依照地位高低，将单桓王的帐幕围在正中心，酒足饭饱后的单桓王早已钻入被窝，专心对付数名年轻美貌的侍妾，根本不知道匈奴人的克星已经从天而降。
汉军几乎如屠杀一般。大部分匈奴人还没拿起身边的武器，便被环首刀砍中，甚至来不及发出一声惨叫便身首异处，汉军像包饺子一样团团围住单桓部，屠杀进行了将近半个时辰，单桓王才**出帐查看情况，此时，匈奴人纷纷逃出帐篷，乱成一窝蜂，像无头苍蝇一样四处逃窜。
这倒是方便了汉军，汉军远处用弓弩，近处用环首刀，将一拨又一拨匈奴人歼灭，随着汉军的包围圈越来越小，能站立的匈奴也所剩无几。
单桓王彻底绝望了，他拔出佩刀，打算保留一丝王者的尊严，可是当冰冷的刀锋触及脖颈的时候，死亡的恐惧战胜了王者的尊严，单桓王颓然坐倒在地，号啕大哭起来。
此战，汉军全歼单桓部万余人，俘虏单桓王。