元朔五年春，衛青以車騎將軍率騎兵三萬出高闕；衛尉蘇建為遊擊將軍，左內史李沮為強弩將軍，太僕公孫賀為騎將軍，代相李蔡為輕車將軍，均隸屬衛青麾下，出朔方；大行李息、岸頭侯張次公為將軍，出右北平。漢軍諸路並進，合擊匈奴。

匈奴右賢王首當其衝而無所防備，漢軍夜圍其部，右賢王夜遁。漢輕騎校尉郭成等追逐數百里，不及而返。此次戰役漢軍俘獲右賢王部下裨王十餘人，男女萬五千餘人，牲畜數千百萬頭。衛青凱旋至塞上，漢武帝遣使者持大將軍印，就在軍中任命衛青為大將軍，各部官兵都隸屬於大將軍。

衛青班師回朝後，漢武帝加封衛青六千戶，又封衛青的兒子衛伉為宜春侯，衛青的兒子衛不疑為陰安侯，衛青的兒子衛登為發乾侯。衛青堅決推辭說，打勝仗是靠天子威靈，將士用命，陛下已經加封我的食邑，而我的兒子還在襁褓之中，沒有任何功勞，不敢受封，何況這樣無法激勵將士。

漢武帝於是封賞將士，以一千五百戶封護軍都尉公孫敖為合騎侯，以一千三百戶封都尉韓說為龍嵒侯，以一千三百戶封騎將軍公孫賀為南窌侯，以一千六百戶封輕車將軍李蔡為樂安侯。以一千三百戶封校尉李朔為涉軹侯、一千三百戶封校尉趙不虞為隨成侯、一千三百戶封校尉公孫戎奴為從平侯。將軍李沮、李息及校尉豆如意賜爵關內侯，食邑三百戶。當年秋，匈奴侵代郡，殺漢都尉朱英。

第二年春天，大將軍衛青出定襄，合騎侯公孫敖為中將軍，太僕公孫賀為左將軍，翕侯趙信為前將軍，衛尉蘇建為右將軍，郎中令李廣為後將軍，右內史李沮為強弩將軍，各軍都隸屬大將軍衛青。此戰斬匈奴數千級而還。一個多月後，漢軍又出定襄攻打匈奴，殺萬餘人。

右將軍蘇建、前將軍趙信合兵一處，有騎兵三千餘，遇匈奴單于大軍，交戰一天多後，漢軍傷亡殆盡。前將軍趙信本是匈奴人，投降漢朝後被封為翕侯，此時情況危急，匈奴又對趙信誘降，趙信遂率剩餘的八百餘騎降敵。右將軍蘇建全軍覆沒，僅以身免，獨自逃回到大將軍衛青大營。

大將軍衛青向部下的軍正、長史和議郎等人徵詢對蘇建的處罰意見，議郎周霸認為應當斬蘇建以表明大將軍之威。而軍正和長史都認為，蘇建猝遇敵兵，以數千之眾抵禦匈奴單于數萬軍隊的進攻，力戰到最後一人而不敢背叛朝廷，如今回到大營若是被斬，是向將士表明以後戰敗者不得歸來。

衛青說，我已經身為大將軍，不需要斬將以立威。雖然皇帝尊寵我，但我不敢在國境外擅自誅殺，我打算把情況向天子詳細彙報，讓陛下自己裁決。於是就把蘇建關押起來，交與皇帝處理。衛青領兵入塞，停止對匈奴進攻。

在這一年，衛青的外甥霍去病十八歲，受到漢武帝寵幸，成為皇帝的侍中。霍去病善於騎射，兩次隨衛青出征。衛青奉武帝之命，調撥勇士隸屬於霍去病，任命他為剽姚校尉。霍去病率八百輕勇騎兵，進軍至離大軍數百里外，所殺過當。漢武帝下令，剽姚校尉霍去病殺敵二千零二十八級，功勞為全軍之最，以一千六百戶封霍去病為冠軍侯。上谷太守郝賢四次隨衛青出征，斬獲敵軍二千餘名，以一千一百戶封郝賢為眾利侯。

這一次出征，蘇建全軍覆沒，翕侯趙信投降匈奴，漢軍勝利不大，所以大將軍衛青沒有益封。右將軍蘇建被押回來後，漢武帝赦免了他的死罪，贖為庶人。張騫隨衛青出征，因為他曾出使大夏，被扣留在匈奴很長時間，這次他為大軍作嚮導，非常瞭解有水草的地方，因此漢軍免於飢渴，再加上他從前出使西域的功勞，被封為博望侯。

大將軍衛青回到京城後，武帝賞賜衛青千金。這時，王夫人正受漢武帝寵幸，寧乘勸衛青說，您現在食邑萬戶，三個兒子都受封為侯，這主要是因為衛皇后的緣故。如今王夫人得幸，而她的族人還沒有富貴，希望您把皇帝的賞賜為王夫人親壽，於是衛青以五百金為王夫人親長之壽。武帝聽說這件事後，就問衛青原因，衛青就把事情述說了一遍，於是武帝任命寧乘為東海都尉。

衛青及其家族的其他情況，詳見後文“霍去病列傳”及前文“外戚世家”。