中國漢武帝元狩二年（西元前121），漢王朝兩次進軍河西（今河西走廊及湟水流域），打擊匈奴襲擾勢力的作戰。
漢文帝時，匈奴進佔河西，以渾邪王及休屠王部族駐牧其地，西控西域，南結羌人，不斷襲擾漢朝西部邊郡。漢武帝在取得河南、漠南之戰的勝利後，為打通西域道路和保衛西北邊郡，即組織騎兵部隊進軍河西。
二年三月，驃騎將軍霍去病率騎兵萬人，由隴西出擊匈奴，至焉支山（今甘肅山丹東南）西，殺盧侯王、折蘭王，俘渾邪王之子及相國、都尉等，殲滅近9000人。漢軍損失十分之七。同年夏，霍去病率數萬騎再次進軍河西，同時遣衛尉張騫、郎中令李廣率萬餘騎出右北平（今內蒙古寧城西南），以鉗制左賢王，策應河西作戰。霍去病出北地（今甘肅慶陽西北），經富平（今寧夏吳忠西南）沿黃河北行，在朔方郡窳渾（今內蒙古杭錦後旗西南）境轉向西北，到達居延（今內蒙古額濟納旗東南），沿弱水（今甘肅納林河）南進，向祁連山地區匈奴發起猛攻，殺3萬餘人，俘小王、將軍等百餘人，單桓王、酋塗王及相國、都尉等2500人投降。漢軍損失十分之三。
河西匈奴受兩次沉重打擊，單於震怒，欲誅殺渾邪王、休屠王。兩王恐懼，共謀降漢。休屠王後又反悔，渾邪王將其斬殺，合並其部，率4萬餘人降漢。
河西之戰，漢軍充分發揮騎兵快速靈活的特長，實施遠程迂回，突然襲擊，重創匈奴右部。漢朝先後於該地區設置武威、張掖、酒泉、敦煌四郡。