在霍去病眼里，上了战场打仗，就不该顾及生死，想着活着回去。他不仅这么想，也是这么做的。
确实，打仗死伤是再平常不过的事。虽然一万骑兵折减了七成，但无论是从敌我杀伤杀死比，还是俘虏和缴获来看，霍去病此战的战绩都不错。
“朕果然没有看错这小子。”喜报报到长安，嬴政喜出望外，加封霍去病食邑二千二百户，其他活着的将领或死去将领的家属也得到不同程度的封赏。
这也给了嬴政极大的信心。他决心趁河西匈奴的兵力、马粮未复原之前，再次发动更大规模的攻击。领军的主帅当然非霍去病莫属。
在陇西郡稍作休整后，霍去病接到了始皇帝要求其再次领兵出战河西的命令。嬴政同时增派合骑侯公孙敖领三万骑兵前往陇西郡，随同出征，由霍去病统一指挥。
“公孙将军，河西现以浑邪、休屠二王为主，分布在焉支山一带。”霍去病一见到公孙敖，就急着向他介绍自己的作战策略，“此前，我军绕道乌鞘岭发起攻击，打败了他们一次。如今他们肯定提高了警惕，如果再沿老路进攻，怕是会有伏击。所以，本将军这次打算从东面靠近他们。”
“公孙将军觉得如何？”霍去病对自己的策略信心十足，但免不了要谦虚一下。公孙敖怎么说当年也有恩于舅父卫青，与卫青一直交好，也是多次领兵出战匈奴的老将。
“就按霍将军说的来打。”公孙敖内心虽然觉得自己资格老，不大愿意听从霍去病这个黄毛小子的指挥，但也不愿意与这个出了名的毛小子起正面冲突。再说了，如果战事不利，他也就不用承担指挥失当的责任。
“好，那我们就从北地出发，兵分两路，到居延泽会合后，向西从侧翼进攻浑邪、休屠二王。”霍去病见公孙敖没有异议，高兴道。
霍去病、公孙敖各领一万多骑兵，出北地后，分道直奔居延泽（今内蒙古自治区额济纳旗东南处）。霍去病领兵先由今宁夏灵武渡过黄河，再向北越过贺兰山，涉过浩瀚的腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠，到达居延泽。
“将军，一直未见公孙将军的兵马，他们可能迷路了。”
到达居延泽后，霍去病迟迟没有公孙敖的消息，眼见等下去将延误战机，于是独自率领所部骑兵继续依原定作战计划，由西北转向东南，沿着弱水急速前进，抵近祁连山最北端的禄福（今甘肃酒泉一带）。
禄福地区留有未西迁的月氏人，他们已经归降了匈奴，成为匈奴的帮凶，俗称小月氏。来到禄福地区，浑邪王部落的侧翼完全暴露在霍去病所部的面前。对浑邪王再次发起进攻前，必须先行除掉挡在面前的小月氏。
月氏人长期受匈奴迫害，与匈奴结下了世仇，留在禄福地区的小月氏不见得真心愿意为匈奴人卖命。霍去病听从赵破奴的建议，不直接对小月氏发起进攻。他们一边叫喊着“我们是秦军，杀匈奴人而来，从此借道”，一边驱马快速穿过禄福地区。
小月氏部落果然按兵不动，丝毫没有阻挠霍去病所部经禄福地区前往祁连山。为了逃避匈奴人事后算账，在秦军经过之后，小月氏部落作出抵抗失败的样子，即刻往外迁移，又派出士兵前往浑邪王部报信。
霍去病所部从而避免了不必要的死伤，保存了实力。小月氏报信的人有意跑得比秦军骑兵还慢。秦军经过禄福地区，连夜从浑邪王部落侧背发起猛烈进攻。
“不好，大王，秦人又杀来了。”
“你乱讲什么，才几天的时间，秦人又跑了几千里路来了？”喝得醉醺醺的浑邪王完全不相信不久前刚来折腾过一次的秦军，这会儿又出现在大漠之中。
这也难怪，浑邪王部的驻地离大秦边境少说有上千里路，秦军劳师动众来回一趟不容易，更别说躲过众多小部落的眼线，神不知鬼不觉地深入到大漠之中，再说休屠王部处在前方，如果果真有秦军的消息，他们早就来人请求救援了。
自从与秦军第一次交手失败后，休屠王和浑邪王改变了合聚一地的做法，两个部落面向南面，沿着祁连山一前一后布置，形成前后犄角之势，这样既可以相互照应、相互援助，又避免被一锅端，一举歼灭。
浑邪王意识到自己错了的时候，为时已晚。霍去病带着天兵天将从侧背横扫过来，匈奴军仓促应战，组织混乱，毫无招架之力。犹如被突如其来地狠狠抽了一嘴巴，匈奴军完全被打蒙了，被打得落花流水，颜面尽失。
面对一万多秦军骑兵，浑邪王部落几万骑兵溃不成军，哭爹喊娘，四处逃窜。激战了大半夜，匈奴军逃的逃，死的死，基本被解决完毕，霍去病又带着天兵天将继续快速南下，猛烈进攻休屠王部落。
浑邪王部只顾着自己逃命，既忘了向休屠王求助，也没有向他们通风报信。突如其来的秦军，同样杀得休屠王措手不及，落荒而逃。
经过一夜激战，浑邪王和休屠王两部所在的祁连山区，像被飓风横扫过似的，满目苍夷，哀鸿遍野，霍去病取得了决定性的胜利。
战绩比第一次交手好得多。秦军合计歼敌三万余人，迫降了单桓王、酋涂王及相国、都尉等二千五百人，俘虏了五位小王、五位王母，以及各类王子五十九人，相国、将军、当户、都尉六十三人。秦军自身仅伤亡了三千余人。
秦军威名远扬，震破敌胆，押送三千匈奴俘虏浩浩荡荡返回秦境，一路上所过之处，远近的小部落纷纷躲之不及，完全不敢招惹。
这次是实实在在的大捷，大秦王朝完全控制了河西走廊地区，切断了匈奴与羌人的联系，打开了通往西域的道路。嬴政心情大悦，亲自拟旨，由黄衣使者火速送到边郡去，对霍去病大加表彰，再次加封其食邑五千户，又大肆封赏其手下部将。
