公元前200年，刘邦率兵前去抗击匈奴，时逢冬季，风雪交加，奇寒无比，有十分之二的士兵冻掉了手指。于是冒顿佯装败北，暴露自己的老弱病残之兵，掩藏起精锐之师，诱汉兵追赶。高祖果然将以步兵为主的全部三十二万汉兵用以北逐匈奴。高祖到先平城(今山西大同市东)，其步兵还没有到齐。冒顿派精骑四十万围困高祖于白登山(平城东)，七天七夜，被包围的汉军得不到军粮接济，情势十分危急。高祖用陈平计，暗中派使者厚赠礼物给冒顿的阏氏，阏氏对冒顿说：“两主不应相困。现在即使得到了汉朝土地，单于您也终究不能住在那里。况且汉王自有神灵保佑，请单于您仔细考虑。”冒顿原与韩王刘信的大将王黄、赵利相约共灭汉王，可王黄、赵利的军队未到，冒顿怀疑可能和汉军有密谋，就听取了阏氏的话，放开包围圈的一角。高祖刘邦下令所有士兵都拉满弓外向，从匈奴解开的一角直冲而出，终于和大军会合。冒顿这时已引兵离去，汉朝也领兵撤退。
　　 其后冒顿常结连汉朝叛将，引兵侵扰汉朝边地，使得汉朝深感忧虑。当时汉初定，国力弱，于是高祖便派刘敬前去缔结联姻和约。奉送皇族女儿冒称公主去做单于的阏氏，每年奉送给匈奴丝棉、绸绢、酒米食物各有一定的数量，汉匈结约为兄弟之国，冒顿才稍稍停止侵扰。
　　 高祖死后，孝惠帝、吕后时，匈奴骄横无礼，冒顿竟然在给吕后的信里有侮辱性言语，吕后想攻打匈奴，被诸将所劝未行，依旧实行和亲成策。文帝初年，冒顿又派右贤王进占了黄河河套以南地区，后消灭月氏，平楼兰、乌孙、呼揭等国。第二年冒顿到致信汉文帝愿意恢复过去的和约，文帝作了友好的答复，双方转向通好。
　　 公元前174年，冒顿去世。其子稽粥单于立，号曰老上单于。