万匈奴骑兵过来助战。
五千对八万，众寡悬殊，李陵不得不边战边退。不过步兵想摆脱骑兵太难了。李陵击退追兵赶紧跑，很快就被追上。再击退再跑，又被追上。虽然每次激战都能击杀匈奴几千人，但架不住对方人多。李陵无法脱身。
匈奴单于打着打着突然感觉不对劲，认为李陵这是诱兵之计，想把自己引到汉朝边境，后面肯定有伏兵。他下令别打了，赶紧撤吧。
可就在这时，李陵军中一个小官受到校尉的责罚，叛逃到匈奴那边。他告诉匈奴人，李陵后面根本没有伏兵，这就是一支孤军，而且汉军的箭已经快用完了。
单于大喜，挥军轮番猛攻，不给汉军任何喘息机会。李陵击退匈奴一轮又一轮的进攻，最终弹尽粮绝，带来的5000兵卒死伤大半。李陵无法再战，下令趁夜突围逃走。
士兵一听让他们突围，一窝蜂跑了。李陵身边只剩下十几名卫兵。李陵带着这十几人往外跑，被匈奴几千骑兵追上。李陵知道跑不掉了，只得投降。
李陵的五千军队最终活着回到国内的只有四百多人。
李陵战败投降。消息传回长安，汉武帝震怒。汉武帝觉得李陵没有战死沙场而是屈膝投降简直丢尽了大汉王朝的脸