Tai họa vu cổ đã khiến Thái tử Lưu Cứ và Hoàng hậu Vệ Tử Phu phải tự sát, hai con trai của Thái tử cũng chết trong loạn quân. Đây dĩ nhiên là một bi kịch lớn của Hán Vũ Đế, nhưng đó vẫn chưa phải là toàn bộ bi kịch.
Bởi vì Thái tử qua đời, những người con khác của Hán Vũ Đế bắt đầu dòm ngó ngôi vị Thái tử, từ đó lại khơi ra một vòng tàn sát mới, và cũng chính vì vậy mà chiến dịch chống Hung Nô sau đó của Hán Vũ Đế đã thất bại.
Năm Chinh Hòa thứ 3 (tức năm 90 TCN), Hung Nô xâm lược Ngũ Nguyên (nay thuộc Bao Đầu, Nội Mông) và Tửu Tuyền. Hán Vũ Đế quyết định phản kích.
Tháng ba, ông lệnh cho Lý Quảng Lợi chỉ huy bảy vạn quân xuất phát từ Ngũ Nguyên; Thương Khâu Thành đem hai vạn quân xuất phát từ Tây Hà; Mã Thông chỉ huy bốn vạn kỵ binh xuất phát từ Tửu Tuyền — ba cánh quân hợp lực tấn công Hung Nô.
Thế nhưng, Quân của Thương Khâu Thành chưa gặp quân địch đã rút về, vùng thảo nguyên quá rộng, không tìm được quân Hung Nô. Quân của Mã Thông gồm bốn vạn người, chạm trán với hai vạn quân Hung Nô. Quân Hung Nô thấy quân Hán hùng mạnh quá nên không giao chiến, kỵ binh Hung Nô rút lui, và Mã Thông cũng không truy kích.
Riêng Lý Quảng Lợi gặp năm nghìn kỵ binh Hung Nô, đánh cho họ thua to, Lý Quảng Lợi dẫn bảy vạn quân tiếp tục truy kích. Nhưng chính lúc đó, một biến cố đã xảy ra.
Trước khi xuất chinh, Thừa tướng Lưu Khuất Ly đến tiễn. Lưu Khuất Ly là con trai Hán Cảnh Đế, tức là anh cùng cha khác mẹ của Hán Vũ Đế. Ông ta lại là thông gia của Lý Quảng Lợi: em gái của Lý Quảng Lợi chính là Lý phu nhân – người được ca tụng là “đẹp nghiêng nước nghiêng thành”, đã từng sinh cho Hán Vũ Đế một người con trai tên Lưu Bác, được phong làm Xương Ấp vương.
Lý Quảng Lợi muốn đưa người cháu ngoại này lên làm Thái tử thay cho Thái tử Vệ đã qua đời. Vì vậy, trước khi ra quân, ông nói với Tể tướng Lưu Khuất Ly rằng: “Ngài có thể tìm cơ hội khuyên Hoàng thượng lập Xương Ấp vương làm Thái tử được không?”
Lưu Khuất Ly nghe vậy rất mừng, vì vừa là Tể tướng, vừa là thân thích của Lý Quảng Lợi, nên đã đồng ý giúp sức. Sau đó, Lý Quảng Lợi lên đường chinh phạt Hung Nô.
Kết quả là chuyện hai người họ bàn mưu lập Thái tử đã bị Hán Vũ Đế phát giác. Hoàng đế vô cùng căm ghét loại việc như vậy. Đúng lúc ấy lại có người tố cáo rằng: phu nhân của Lưu Khuất Ly đã nguyền rủa Hoàng thượng, còn Lưu Khuất Ly cùng Lý Quảng Lợi bí mật cầu đảo, mong Xương Ấp vương sớm được lập làm Hoàng đế.
Nói cách khác, hành động ấy chẳng khác nào mong cho Hán Vũ Đế sớm băng hà để Xương Ấp vương kế vị.
Hoàng đế nổi giận lôi đình, hạ lệnh chém ngang lưng Lưu Khuất Ly, phu nhân của ông ta thì bị chém đầu, phơi xác giữa chợ, toàn bộ gia tộc của Lý Quảng Lợi đều bị giam vào đại lao.
Quyết định này của Hoàng đế quả thực là hồ đồ. Bởi vì tướng quân đang cầm binh đánh trận, thế mà lại bắt giam cả nhà ông ta. Thì tướng quân làm sao có thể yên tâm mà chiến đấu. Có thể do Hán Vũ đế vẫn còn đau buồn trước cái chết của Thái tử Vệ, nên lý trí không còn được sáng suốt.
Tin dữ truyền đến tiền tuyến, Lý Quảng Lợi nghe xong thì kinh hoàng, trong lòng vô cùng sợ hãi, không biết làm sao để tự cứu lấy mình. Lúc ấy có một người từng phạm tội trốn tránh hình phạt rồi đi lính, tên là Hồ Á Phu, đã khuyên ông rằng:
“Phu nhân và cả nhà của ngài đều bị bắt rồi. Giờ mà trở về, chắc chắn ngài cũng sẽ bị bắt. Chỉ cần trả lời sai một câu, coi như tự chui đầu vào lưới. Đến lúc ấy, dù muốn đầu hàng Hung Nô cũng không còn cơ hội.”
Lý Quảng Lợi vẫn không muốn đầu hàng. Ông cho rằng: “Muốn cứu được cả nhà, cách duy nhất là đánh thắng Hung Nô, lập đại công. Nếu Hoàng thượng vui mừng vì chiến thắng, biết đâu lại tha tội cho ta.”
Nghĩ vậy, ông dẫn quân tiến thẳng lên phía bắc, vượt sâu vào lãnh thổ Hung Nô để giao chiến. Đại quân của ông đi đến phía bắc sông Chất Cư (nay là khu vực phía bắc thủ đô Ulaanbaatar của Mông Cổ), tại đây đã gặp hai vạn kỵ binh Hung Nô.
Hai bên giao chiến suốt một ngày, quân Hán chém được Tả đại tướng của Hung Nô, khiến đối phương tổn thất nặng nề. Tình thế lúc đó vốn nghiêng về phía Lý Quảng Lợi, nhưng việc gia quyến ông bị giam ở kinh thành đã bị thuộc hạ biết được.
Lúc này, quan Trưởng sử cùng Đô úy trong quân bàn nhau rằng: “Lý Quảng Lợi vì muốn lập công mà dẫn đại quân vào chỗ hiểm, e rằng phen này sẽ thất bại.”
Thế là hai người mưu tính nổi loạn, định bắt Lý Quảng Lợi. Đây chính là nội loạn trong quân. Lý Quảng Lợi hay tin, lập tức cho giết viên Trưởng sử ấy.
Chúng ta đều biết rằng khi cầm quân đánh trận, điều quan trọng nhất là vị chủ soái phải giữ được uy quyền tuyệt đối. Nhưng lúc này, binh lính trong quân đều nghĩ rằng địa vị của Lý Quảng Lợi đã không còn vững, Hoàng đế có thể nổi giận và có thể xử tử ông ta bất cứ lúc nào. Ai nấy đều nghi ngờ: Liệu Lý Quảng Lợi còn có thể tiếp tục làm Nguyên soái nữa không?
Vì thế, binh sĩ không còn phục tùng mệnh lệnh của tướng quân.
Lý Quảng Lợi thấy không thể điều khiển nổi quân đội nữa, không còn cách nào khác, đành phải ra lệnh rút quân.
Tin Lý Quảng Lợi rút quân truyền đến tai Thiền vu của Hung Nô. Thiền vu đoán rằng hẳn là trong nội bộ triều đình hoặc trong quân Hán đã xảy ra biến cố lớn. Thiền vu lập tức mang năm vạn kỵ binh truy kích. Ông ta chặn đường rút của Lý Quảng Lợi, tiêu diệt rất nhiều quân Hán.
Đêm đến, quân Hung Nô đào hố sâu vài thước ngay phía trước đường quân Hán đi, khiến quân Hán không thể vượt qua, rồi tập kích dữ dội từ phía sau. Đại quân nhà Hán rối loạn, thất bại tơi bời.
Lý Quảng Lợi biết rằng trở về cũng chỉ có con đường chết, bèn đầu hàng Hung Nô. Thiền vu biết ông là đại tướng nổi danh của nhà Hán, nên gả con gái cho ông, đối đãi còn trọng hậu hơn cả với Vệ Luật (Vệ Luật là vị tướng nhà Hán từng đầu hàng Hung Nô trước đó).
