夏六月，御史大夫韩安国为护军将军，卫尉李广为骁骑将军，太仆公孙贺为轻车将军，大行王恢为将屯将军，太中大夫李息为材官将军，将三十万众屯马邑谷中，诱致单于，欲袭击之。单于入塞，觉之，走出。六月，军罢。将军王恢坐首谋不进，下狱死。
——《汉书·武帝纪》
凭借着西汉立国以来七十多年的治理，尤其是汉文帝、汉景帝两代的积累，在汉武帝即位之时，汉朝在经济上已经积累了巨额财富，军事上亦囤积了大量粮草和军马，政治上则形成了强有力的中央集权，一改汉朝立国以来积贫积弱的面貌，汉匈国力已经发生了巨大扭转。
正是凭借着国力大幅度提升带来的自信，汉武帝即位以来，在对待边境冲突问题上，才会一改前朝竭力维持的和平局面，转而采取武力征服的手段。最为典型的便是在处理南方越人的问题上，在汉武帝之前，历代皇帝大多采取羁縻牵制的策略，以尽力保证边境的和平，而汉武帝却选择了果断出兵，结果不仅使得东瓯内附，闽越和南越面对汉朝的强势，亦选择了臣服。
同样是因为国力增强带来的自信，汉武帝自即位以来，便一心想要废除汉初以来屈辱的“和亲”政策，转而对匈奴实施军事打击，以武力摧毁匈奴的统治，迫使匈奴臣服或不敢再轻易掠边。只是鉴于匈奴实力远超越人，而自己即位以来权力又屡遭掣肘，汉武帝虽然因此不得不放缓计划，甚至继续与匈奴和亲，但却也通过征调士卒巩固边防等方式，进行着战争准备。
与此同时，由于窦太后调李广、程不识入京之后对军权的牵制，面对皇帝贴身禁卫力量相较南北军太过薄弱的情形，汉武帝于建元三年（前138年）在南北军之外，又召集陇西、北地良家子能骑射者组建了“期门军”，此举虽然意在增强皇帝的贴身禁卫力量，但也一定程度上加强了京城的守备。
可以说，此时大权在握的汉武帝，已经随时可以对匈奴发动进攻，所欠缺的只是出兵的时机而已。
元光二年（前133年）夏，马邑地区有个名叫聂壹的大商人找到大行令王恢，对其说道，“匈奴屡屡侵犯边境地区，无论如何都是个祸根。不如借着刚刚与他们和亲的机会，趁着匈奴人对咱们没有防备，将他们引进来，再派遣大军予以伏击，一准能打个大胜仗。”
王恢便问道，“你有什么办法能将匈奴人引进来？”
聂壹说道，“我经常在边境地区做生意，很多匈奴人都认识我，我可以假借做买卖的机会，假装将马邑献给匈奴单于，很多商人都在马邑囤积有货物，这些货物都是匈奴人极为喜欢的。因此，匈奴单于贪图马邑的财富和货物，一定会率兵前来，我们再将大军埋伏在附近，只要匈奴军队一到马邑，我们就可以截断他们的后路，围攻匈奴，必能活捉匈奴单于。”
王恢听了聂壹的建议，认为此计的确可行，于是连忙入宫将这个计划禀报了汉武帝，汉武帝虽然主战，但他毕竟刚刚亲政，不得不考虑朝臣的意见。因此，在思索片刻后，汉武帝对王恢暗暗嘱咐了几句，然后派人召集群臣，商议对匈奴用兵之事。
待到公卿大臣齐聚，汉武帝开口问道，“朕选派子女，梳妆打扮许配给匈奴单于，给他钱财、绢帛、文锦也很丰厚。然而，单于对朕的命令却甚为轻慢，侵掠没有止境，边郡百姓屡遭骚扰，朕实在难以容忍。现在想派大军进攻匈奴，你们各位以为如何？”
彼时，朝廷官员对于该如何处理与匈奴之间的关系，分歧仍然十分严重，以御史大夫韩安国为代表的大量官员皆认为应该延续前朝和亲政策，不应轻启战端，而已大行令王恢为首的一批新锐官员，则认为在汉朝国力允许的情况下，应该改变策略，以武力手段一举解决匈奴威胁。因此，当汉武帝将决定对匈奴用兵之事交由朝中大臣商议后，朝堂立即陷入了争论之中。
主张以武力解决匈奴问题的王恢，第一个表示支持，他说道，“战国初年，地小国贫的代国，在北有强胡侵扰、南有中原大国威胁的情况下，君臣尚且能够同仇敌忾，奋勇抗击外族侵略，彼时胡人虽强，却不敢轻易侵扰代国。如今大汉强盛，海内一统，陛下威名远播，然而匈奴仍然侵扰不止，每次与我朝和亲，但不过数年便又违背约定，就是因为我们没有坚决抗击，匈奴人没有畏惧心理的缘故。因此，臣赞同对匈奴用兵。”
御史大夫韩安国立即表示反对，他说道，“昔年高皇帝被匈奴围困平城，七天都没能吃上饭，等到解除围困返回都城，也没有对匈奴展开报复。圣人有包容天下的器度，不因自身的私怒而伤害天下大局，所以高皇帝派遣刘敬为使臣与匈奴和亲，到现在已使五世之人受益。孝文皇帝曾率领精兵强将在广武常溪集结，然而到头来不仅毫无建树，反而让百姓因为战争极为忧虑。孝文皇帝知道战事不可久拖不决，因此再次和匈奴订立和亲之约。两位开明皇帝的事迹难道我们不应该效仿吗？臣认为不打匈奴对国家更为有利。”
王恢反驳道，“大夫所言差矣。臣听说五帝的礼仪互不因袭，三王的礼乐也不重复，这并不是有意违反前世之法，而是各代都应该按照当时的实际情况制定法令礼仪，如此最为合适而已。当年高帝身披铠甲，手执利器，征战近十年，虽然击败项羽得以立国，但却民疲国弱。他之所以不向匈奴报复被困平城的仇恨，并不是因为力所不及，而是出于让天下人休息的仁心。现在边境时常受到匈奴侵扰，受伤战死的士兵不计其数，以致中原地区运载战死士兵棺木的车辆络绎不绝，仁慈之人见此如何能不感到悲痛？因此，如今攻打匈奴，彻底解决边患，也是帝王的仁心。”
韩安国继续反驳道，“不对。善于用兵之人，会让自己的军队温饱而等待敌人饥饿，保持严明军纪以等待敌军混乱，安居军营以等待敌军疲劳。因此，只要一旦交战，就会全歼敌军；一旦进攻敌国，就能攻破城防，即使是安坐不动也能迫使敌人俯首听命，这才是圣人的作战方法。现在轻易对匈奴用兵，长驱直入的情况下，如果孤军深入将会使军队陷入险境，如果齐头并进就会缺乏后继，进军太快粮食补给难以跟上，进军太慢又会丧失有利战机。如果主张用兵者有其他办法可以取胜，那我就不得而知了；如果没有，那么我看不到深入敌人纵深进攻有任何好处。”
直到此时，王恢才抛出了聂壹的计划，说道，“韩安国所说不对。我所说的进攻办法，本来就不需要发兵深入匈奴腹地作战，而是利用单于的欲望，引诱他前来边境，而我们则选择精明、强干、勇敢、迅猛的骑兵部队偷偷埋伏，利用险阻之地加强警戒。待我们准备妥当，进可以与匈奴交战，退可以断绝其后路，这样单于便可手到擒来，一定会大获全胜。”
韩安国之所以反对出兵，倒不是软弱，更多是受当年高帝刘邦和多年来匈奴入侵战争境况的影响，认为汉军劳师远征难以取胜，反倒会空耗国力，却没有想到诱敌深入的计策。面对王恢抛出的机会，韩安国思索了片刻，认为此计风险的确很低，可以大大减少汉军的损耗，想到此处，韩安国便对着汉武帝拱了拱手，退了回去，不再反对出兵。
见到一直坚决反对向匈奴用兵的韩安国都不再反对，原本也持反对意见的大臣们，便也都停止了争论，争论激烈的朝堂顿时安静了下来，大家都将目光投向了汉武帝。
原本高踞宝座，坐视朝臣争论的刘彻，见无人再反对出兵，这才扫视了一眼群臣，开口道，“很好，既然无人反对，那便按照王恢的计策实行吧”。
元光二年（前133年）六月，由于是自高帝刘邦以来，西汉对匈奴的第一战，汉武帝对于这次战斗同样极为重视，为了确保一战而下，对匈奴造成沉重打击，汉武帝从各地抽调了精兵三十余万，并制定了详细的作战计划。
之后，按照汉武帝的部署，聂壹奉命作为间谍，以受到汉朝官员迫害的商人身份逃往匈奴，诱使匈奴大军南下。
聂壹逃往匈奴后，先是找到了熟络的匈奴贵族，然后对其表示自己在汉朝受到迫害，如今想要叛逃匈奴，而且表示可以用计帮助匈奴夺取马邑。贵族听说之后，便将消息告知了军臣单于，军臣单于听说还有这等好事，遂立即召见了聂壹。
聂壹见到军臣单于之后，又将自己如何遭受迫害之事说了一遍，以取信于对方，然后对其说道，“我手下有数百人，愿意替大单于杀掉马邑的县令，夺取县城，献出马邑城来向您投降，如此便可尽得马邑城中财物了。”
不知其中有诈的君臣单于，见聂壹言语诚恳，便同意了他的计划。
聂壹自匈奴返回之后，将情况告知了王恢，王恢在与马邑县令商议之后，斩杀了一位死囚，然后将其头割下，悬挂在马邑城下，对外谎称是马邑的县令，以迷惑军臣单于派出的暗探。
之后，聂壹又找到军臣单于的使者，对其说道，“马邑的高级官员都已经死了，务必请大单于尽快率兵南下。”
军臣单于接到消息之后，又与派出的暗探核对了一番，确认无误之后，这才决定率兵南下，统率十余万骑兵进入武州塞。
与此同时，汉朝大军在各路将领的统率下，也早已抵达了预定地点，其中护国将军韩安国、骁骑将军李广、轻车将军公孙贺统率主力军队，埋伏于马邑附近的山谷之中，而将屯将军王恢则和材官将军李息统率三万多人出代郡，准备待匈奴大军南下之后，从侧翼袭击匈奴大军的辎重部队并切断其退路，再与主力合围匈奴大军，力图一举消灭匈奴主力。
然而，当军臣单于率领大军来到距离马邑城百余里的地方时，发现沿途虽然多有牲畜，但却无人放牧，因而心中疑心大起，怀疑这是汉军事先撤离了马邑周边百姓，有意在诱使自己进入伏击圈，于是下令大军停止前进，并派出多路军队四面出击，查探汉军虚实。
不久，一路匈奴军队攻占了汉军一座边防小亭，俘虏了一位雁门尉史。在匈奴人的威胁下，尉史遂将汉军的计划全盘托出，军臣单于听后大惊道，“差点被汉人所卖！”立即下令大军撤退，大军撤出边塞之后，军臣单于看着身边的雁门尉史，仍然心有余悸的说道，“我能得到尉史，真是天意啊，绝对是上天让你将实情告知于我”，甚至为此将尉史册封为了“天王”。
当时，王恢、李息率领的三万大军已经远出代郡，在得知匈奴退兵后，一时间也不知道发生了什么。王恢自负仅凭自己的三万军队，根本敌不过匈奴十余万大军，便也下令大军撤回。
韩安国、李广等人统率的汉军主力分别埋伏于马邑附近大山之中，准备待匈奴大军抵达后便一齐杀出，然而一连过了十几天，却始终不见动静。心知如此等下去不是办法，几位将领商议之后，不得不改变原先的作战方案，主动率军出击，然而此时匈奴早已撤的无影无踪了。
作为主战派的汉武帝，本想通过“马邑之围”来提振朝野士气，证明主战思想的正确，然而随着计划的破产，反倒让主战成了一个笑话，刘彻心中的恼怒可想而知。
于是，刘彻将满腔怒火全部发泄到了计划的主导者王恢身上，以临阵脱逃为由将其下狱，交由廷尉治罪。廷尉也知道事情重大，遂以畏敌观望的罪名判处王恢死刑。
王恢也知道“马邑之围”的失败必须有人负责，而且这个人绝对不能是皇帝，而只能是坚决主战的自己，因此对于问罪他别无怨言，但却不想因此送命。于是，他通过贿赂田蚡，使得王太后出面替自己求情，但在气头上的汉武帝哪里听得进去，王恢见生还无望，只得自杀谢罪。
“马邑之围”虽然以失败告终，但也使得西汉立国以来奉行的“和亲”政策就此告终，汉匈大战就此拉开序幕。