浚稽山在现在阿尔泰山一带,具体位置约在今蒙古国南部鄂洛克泊南,距离赵破奴的出发地搠方有千里之遥。经过长途跋涉,汉军虽人困马乏,但终于按约定的时间到达目的地。赵破奴焦急地等待好消息,但是,坏消息却传了过来,左大都尉已经阴谋败露,已被单于诛杀。可想而知赵破奴听到这个消息是多么沮丧。他只得带着疲乏的部队后撤。在撤退途中,匈奴追击军队抄了上来,据推测这支部队是由左贤王统帅的。赵破奴发现匈奴追击军队人数并不多,命令两万汉军列阵迎战,经过一番激战,匈奴军败退。汉军毙杀匈奴军数千人。赵破奴觉得也很满意,虽说未能实现预定目标,但也杀数千人,足够获得封赏了,看来曾几何时无敌的匈奴骑兵战力已衰落,赵破奴休整后,继续徐徐撤退。经过数日跋山涉水,距离受降城仅四百里。正当汉军行进时,忽见尘头大起,远方传来万马奔腾声音。赵破奴大惊,经验丰富的赵破奴立即明白一支庞大的骑兵部队赶过来了。赵破奴急忙命令强占有利地形,扎好营盘。因为部队已疲惫,不可能行进中和占绝对优势的匈奴骑兵对战。匈奴军很快逼近,匈奴并没有立即进攻,而是两翼展开,向汉军营垒包抄。显然,匈奴军胃口不小,企图包围汉军。赵破奴很快弄清了匈奴军的实力,他不仅倒吸一口凉气。
匈奴此次出动了八万骑兵,由单于亲自统帅。这样的规模,是汉匈开战以来少见的,考虑到匈奴的人口,可以认为匈奴出动了能出动的所有军队。赵破奴简直无法想象儿单于会如此孤注一掷。
很快夜色降临,匈奴也扎下营,等待明日再战。赵破奴很快发现犯下一个低级错误:匆忙选定的营地缺水。现在,士卒怨声载道。赵破奴只得带少数亲随出营找水。没想到水源靠近匈奴营地,赵破奴自以为熟悉匈奴,居然离开自己的大营很远去寻水,却正好与匈奴巡逻兵撞个正着,一番撕杀后,运气不济的赵破奴被匈奴兵生擒活捉。这样一来,这场战役结果就没有悬念了。冷兵器时代,一支失去主帅的军队只能是全军崩溃。
儿单于大为欣喜,急驱匈奴军趁势对汉军发动猛攻。而此时的汉军发现自己的统帅忽然失踪落入敌人手中,全军大骇。按照汉律,亡主将,军吏要被诛杀。汉律极为严苛,于是汉军的临时负责人陷入极为尴尬的局面,面对八万匈奴军的围攻,如作战生还机会渺茫,即使突围,回去后还要面对军法审判,判决的结果将是掉脑袋。经过一番争论,他们选择一个对个人而言的最优选择:全军投降!考虑到这支军队含有大量的属国匈奴人,包括部分高级军官也是匈奴降人,如后来参与刺杀单于事件并牵连到苏武的缑王,投降对他们来说并没有多大的心理障碍。