于是单于放胆全力进攻，匈奴军队截断李陵
归途，又利用骑兵速度优势抢占
全部有利地形，四面八方箭如雨下。李陵部队当然也竭力还击，班固在《汉书》中又提供
个惊人数字，“日五十万矢皆
呼啸而至。
李陵反击，匈奴人丢下数千具尸体，败走上山。
单于亲自攻击汉军个年轻将领，三万人对五千人，骑兵对步兵，打成这个样子，当然不能甘心，于是左右增兵，八万骑兵向李陵发动攻击。
众寡如此悬殊，李陵只能边作战边向南撤退。匈奴多次损失几千兵力。有天李陵发现，为什
击鼓时候，士气有些衰落呢？难道是军中有女子吗？于是开始搜查，果然发现女人。征西域以来，关东地区民不聊生，有人铤而走险，也就成“关东群盗”。他们妻子也就作为罪犯家属成为官府资产，分配给戍边将士。这次出征，有人把女人藏在车里。
女人浪费宝贵军粮，消弭军中士气，当然绝不可留。李陵亲手挥剑把这些女人个个杀死。果然，第二天军队战斗力来个爆发，“斩首三千余级”，显然，不是靠弓弩而是靠肉搏才能取得这样战绩。
这时李陵军中也几乎人人都受伤，于是“三创者载辇，两创者将车，创者持兵战”，不抛弃战友，伤最重躺在车里；勉强能行动管控车辆；轻伤者继续拿兵刃作战。
李陵巧妙地利用山谷、丛林，以及湖畔芦苇荡等地形，限制骑兵机动优势。匈奴人也很聪明，曾在上风处放火想把李陵逼出来，但李陵立刻主动放火烧出个隔离带，让匈奴阴谋破产。
这时，李陵终于从匈奴俘虏口中得到个好消息：单于已经越追越恐惧，这样支人单势孤步兵，凭什可以这沉得住气和力战这久？莫非是想把吸引到汉朝边塞，然后围攻吗？而匈奴贵族们说，单于亲自率领几万骑兵不能消灭几千汉军，以后就再也无法治理匈奴人。前方还有四五十里开阔地带，正好发挥骑兵优势再猛攻次，要这还不能成功，就撤兵。
也就是说，只要撑过这四五十里，就安全。李陵全军上下，应该都精神振。于是又是天数十合激战，又杀伤匈奴两千余人。但就在单于要撤兵时候，李陵军中出叛徒。
这个叛徒因为对自己长官不满，把李陵军情全部泄露给单于：伏兵，不存在；李陵军中箭矢，也快用尽。也就是说，汉军劲弩——这个匈奴人噩梦快要失去威力。
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