边吏飞章奏闻，惟尚未知李陵下落。武帝总道李陵战死，召到陵母及妻，使相士审视面色，却无丧容。待至李陵生降的消息，传报到来，武帝大怒，责问陈步乐。步乐惶恐自杀，陵母妻被逮下狱。群臣多罪陵不死，独太史令司马迁，乘着武帝召问时候，为陵辩护，极言陵孝亲爱士，有国士风，今引兵不满五千，抵挡强胡数万，矢尽援绝，身陷胡中，臣料陵非真负恩，尚欲得当报汉，请陛下曲加宽宥等语。武帝听了，不禁变色，竟命卫士拿下司马迁，拘系狱中。可巧廷尉杜周，专务迎合，窥知武帝意思，是为李广利前次出师，李陵不肯赞助，乃至无功；此次李陵降虏，司马迁袒护李陵，明明是毁谤广利，因此拘迁下狱。看来不便从轻，遂将迁拟定诬罔罪名，应处宫刑。迁为龙门人氏，系太史令司马谈子，家贫不能赎罪，平白地受诬遭刑，后来著成《史记》一书，传为良史。或说他暗中寓谤，竟当作秽史看待。后人自有公评，无庸小子辨明。
武帝再发天下七科谪戍，及四方壮士，分道北征。贰师将军李广利，带领马兵六万，步兵七万，出发朔方，作为正路。强弩都尉路博德，率万余人为后应。游击将军韩说，领步兵三万人出五原，因将军公孙敖，领马兵万人，步兵三万人出雁门。各将奉命辞行，武帝独嘱公孙敖道：“李陵败没，或说他有志回来，亦未可知。汝能相机深入，迎陵还朝，便算不虚此行了！”敖遵命去讫，三路兵陆续出塞，即有匈奴侦骑，飞报且侯单于。单于尽把老弱辎重，徙往余吾水北，自引精骑十万，屯驻水南。待至李广利兵到，交战数次，互有杀伤。广利毫无便宜，且恐师老粮竭，便即班师。匈奴兵却随后追来，适值路博德引兵趋至，接应广利，胡兵方才退回。广利不愿再进，与博德一同南归。游击将军韩说，到了塞外，不见胡人，也即折回。因将军公孙敖，出遇匈奴左贤王，与战不利，慌忙引还。自思无可报命，不如捏造谎言，复奏武帝。但言捕得胡虏，供称李陵见宠匈奴，教他备兵御汉，所以臣不敢深入，只好还军。你要逞刁，看你将来如何保全？武帝本追忆李陵，悔不该轻遣出塞，此次听了敖言，信为真情，立将陵母及妻，饬令骈诛。陵虽不能无罪，但陵母及妻，实是公孙敖一人断送。