李陵为侍中建章监。善骑射，爱人，谦让下士，甚得名誉”，又“曾将八百骑，尝深入匈奴二千余里，过居延视地形，无所见虏而还”。可谓仁、猛之将。（诸葛亮《将苑》载：道之以德，齐之以礼，而知其饥寒，察其劳苦，此之谓仁将；气凌三军，志轻强虏，怯于小战，勇于大敌，此之谓猛将。）
天汉二年秋，武帝要贰师将军李广利带3万骑兵从酒泉出发，在祁连、天山攻打匈奴左贤王，让李陵作为后援，押运粮草。李陵年轻气盛要求自己带队到兰干山一代，以分散单于的兵力，不愿意做他人的后备军。他说：“自己所带的都是湖北一带的勇士，都是武功高强的精兵。”武帝告诉他没有更多的兵马给他。李陵说愿意以少击众。武帝十分高兴就同意了他的请求，并让强弩都尉路博德作为李陵的接应，但路博德不愿意，他就上书说：“现在是秋天，匈奴马肥，不如等到来年的春天，和李陵共同出击。”武帝十分生气，认为是李陵反悔了不敢出击。就让路博德出兵西河，让李陵于九月带着5000步兵到浚稽山。李陵出发后走了30天来到目的地，并于单于3万骑兵相遇。李陵在两山之间用大车结成营盘，在营外列开阵势，前排的用戢和盾，后排安排的是弓弩，匈奴人一看李陵的兵少就大胆的冲杀过来，李陵让后排的弓弩齐发，一时间急如暴雨，匈奴人死伤无数，向山上逃窜，李陵趁势发动冲锋，这一仗杀死匈奴数千人，匈奴大败而回。单于大吃一惊，重整军队亲自带领8万精骑，气势汹汹的杀了过来，李陵且战且走，连续与匈奴人交战又杀死敌人三千多人，但自己的伤亡也很大，几乎没有不带伤的人。单于一看硬攻不成放火来烧，被李陵破掉，没有办法，单于让自己的儿子带领人马来攻，李陵在树林之间大战来敌，杀死匈奴人数千，期间李陵数次射单于，让单于心惊肉跳。单于一看李陵看要退回到汉的疆界，怕有伏兵打算退兵，但部下告诉他如果不能打败李陵，恐怕让人耻笑，以后就不好再和汉兵交战了。所以打算再打一阵，一日之间发动了数十次攻击，但又死伤数千人，无功而返。就在匈奴人打算退兵的时候，李陵下的一个校尉管敢，叛逃到匈奴，告诉匈奴人李陵没有后援，弓箭也快用完了，李陵是让800人打着黄白旗帜制造声势，没有什么可怕的。单于吃了定心丸，侵巢而出，占领了两边的山，把李陵所部夹在谷中，从四面射来箭雨，并从山上扔下石头，李陵的军队死伤很多，但仍然没有失去信心。但是在这个时候最可怕的事情发生了，出发时带的50万只箭都用光了，士兵的兵器也大多损坏，许多士兵只能用短刀作战，走到鞮汗山时，匈奴人用石块堵住了去路，这个时候是前进无路，后退无门，要战无箭，只有3000多个带伤的士兵。李陵知道在这种情况下（无箭，无兵器），已经没有再战的可能，如果没有援兵来救，那这些残兵就必死无疑。他苦思良久，终于想出一个计策，等到天擦黑，他身穿轻便的衣服，带好兵器，独自一个人走出营盘，他对跟过来的人喝道：“不要跟着我，我一个人去杀单于！”说完就大步走向匈奴人的营地。汉营的士兵等了很长的时间，李陵才回来。他告诉大家自己没有成功，他知道这次是没有取胜的可能了，他叹息道：“战败了，我就死！”他的部下劝他：“将军已经威震匈奴，可惜天不遂人愿，将军要保住性命后再做他图，想当初浞野侯被匈奴俘虏，多年后返回汉，汉还是以礼相待的。”（浞野侯名赵破奴，曾经流落匈奴十年后返回。）李陵说：“不要再说了，我如果不战死就不是好汉！”
他连夜让部下把所有的旌旗都折断和珍宝一起埋在地下，在掩埋的时候他感叹道：“如果再给我们每人几十只箭，我们就能逃脱了，可惜没有兵器了，等到天一亮我们就是坐以待缚了，我们只能分散而走，如果有能活着回去的，就上报朝廷。”（李陵后来在给苏武的信中说过，这个时候许多士兵已经是赤手空拳，没有箭也没有兵器了。）等到夜半，李陵和副将韩延年上马出营，当时身边只有十几个相随。他们的行动被匈奴人发现了，匈奴派出数千人来追这十几人，韩延年战死，就剩下李陵一人，李陵大喊一声：“没有面目报陛下！”带住缰绳投降了。李陵面对多于自己十六倍的匈奴骑兵，面临危险能创造出胜利的条件，可谓智将。（诸葛亮《将苑》载：奇变莫测，动应多端，转祸为福，临危制胜，此之谓智将。）而据太公韬略（就是六韬）载，在平坦的地形上作战，一名骑兵可抵挡八名步兵；在险阻的地形上作战，一名骑兵可以抵挡四名步兵。又载，十名骑兵，可以击败敌人步兵一百人；百名骑兵可以击败敌人步兵一千人。（武王问太公曰：“以车与步卒战，一车当几步卒，几步卒当一车？以骑与步卒战，一骑当几步卒，几步卒当一骑？以车与骑战，一车当几骑，几骑当一车？”太公曰：“车者，军之羽翼也，所以陷坚阵，要强敌，遮走北也。骑者，军之伺候也，所以踵败军，绝粮道，击便寇也。“故车骑不敌战，则一骑不能当步卒一人，三军之众成阵而相当，则易战之法，一车当步卒八十人，八十人当一车；一骑当步卒八人，八人当一骑；一车当十骑，十骑当一车。险战之法，一车当步卒四十人，四十人当一车；一骑当步卒四人，四人当一骑；一车当六骑，六骑当一车。夫车骑者，军之武兵也。十乘败千人，百乘败万人；十骑走百人，百骑走千人，此其大数也。”）
李陵以五千步兵敌匈奴精骑八万余，在没有援军，粮草辎重不足的情况下，激战八天，杀敌万余，杀的单于胆战心惊，只得硬着头皮死撑，其用兵之强可见一斑。在那种情况下，士卒仍然有着高昂的士气坚持奋战，其对士兵的影响力不言而寓。如若武帝命李陵为主将，此事真未可知也，尚若有援兵支援，胜败亦未可知也。
