秦始皇统一中国后，前214年，命蒙恬率领30万秦军北击匈奴，收河套，屯兵上郡。蒙恬守北防十余年，修筑长城，匈奴慑其威猛，不敢再犯。
汉初，前201年，韩王信被迫投降匈奴。次年，汉高祖刘邦亲率32万大军征讨，在白登（今山西大同东北）被匈奴冒顿单于40余万骑兵围困七昼夜。后用计逃脱，之后汉朝采纳了刘敬的建议，对匈奴实行“和亲政策”，以汉室宗女嫁与单于，并赠送一定数量的财物以及开放关市准许双方人民交易。后文、景诸帝也是沿用和亲政策以休养生息。然而匈奴仍不满足，不时出兵侵扰边界。 霍去病对战河西匈奴
到汉武帝时，西汉经过近70年的休养生息，经济、国力大大增强，对匈奴从战略防御转为战略进攻，发动了三次大战：河南之战（也叫漠南之战）、河西之战、漠北之战。霍去病击匈奴至今蒙古国境内狼居胥山，卫青东路扫平匈奴王庭。右贤王率领四万余人投归汉朝，汉军共获俘七万多人，伊稚斜单于及左贤王带少数人逃走。
前87年，汉武帝死，汉朝暂时停止对匈奴的攻击。
前73年匈奴转攻西域的乌孙以索要公主（即西汉嫁给乌孙王的解优公主），乌孙向汉求救，汉朝组织五路大军十几万与乌孙联兵进攻匈奴。同年冬，匈奴出动数万骑兵击乌孙以报怨，适逢天降大雨雪，生还者不足十分之一。是时丁零北攻，乌桓入东，乌孙击西，匈奴元气大伤，被迫向西迁徙以依靠西域，西域再次成为双方以争夺重点。双方反复激烈争夺车师之际，前60年，匈奴内部因掌管西域事务的日逐王先贤掸与新任单于屠耆堂争夺权位发生冲突。日逐王降汉，匈奴被迫放弃了西域。汉完全控制了西域，匈奴实力大减，己无力扰汉。
前33年呼韩邪单于朝汉，提出愿婿汉以自亲，娶王昭君与汉修好。呼韩邪封王昭君为宁胡阏氏。呼韩邪死后，其后裔遵从他的遗嘱，与汉朝保持友好关系达30多年。直到王莽专政为止。王莽企图用武力树立威信，分匈奴居地为15部，强立呼韩邪子孙十五人俱为单于，以削弱匈奴的势力，激起了匈奴的不满，连年侵扰北方边塞。西域诸国先后沦入匈奴势力范围。东汉初期汉光武帝与匈奴通好，不断派遣使者前往赐财物，而单于骄倨益横，汉匈关系仍没有改善。46年前后，匈奴国内发生严重的自然灾害，人畜饥疫，死亡大半。而统治阶级因争权夺利，发生分裂。48年，匈奴八部族人共立呼韩邪单于之孙日逐王比为单于，与蒲奴单于分庭抗礼，匈奴分裂为两部。后日逐王比率4万多人南下附汉称臣称为南匈奴，被汉朝安置在河套地区。而留居漠北的称为北匈奴。北匈奴从65年至72年不断入侵东汉渔阳至河西走廊北部边塞，随着东汉的政治稳定和经济得到恢复发展，国力增强，在南匈奴的支持下，开始了征伐北匈奴的战争 。73年二月东汉派窦固等四路大军出击，占据伊吾卢城（今新疆哈密）。同年，派班超通西域南路鄯善国，75年至76年汉匈之间对西域展开了一场争夺战，窦固、耿恭击败呼衍王和左鹿蠡王，占车师、争夺金满城，因汉明帝死，中原大旱，人民负担太重，暂时罢兵。83年至85年北匈奴人先后有七十三批南下附汉，加上南匈奴攻击，北匈奴力量大大削弱。87年鲜卑从东部猛攻北匈奴，杀死优留单于。
优留单于死后，北匈奴大乱，漠北又发生蝗灾，人民饥馑，内部冲突不断，北匈奴内部危机连连。东汉乘此时机，于89年到91年与南匈奴联合夹击北匈奴。89年（东汉永元元年）夏六月开始，窦宪、耿秉率军与南匈奴军队在涿邪山 匈奴人会合（今蒙古国满达勒戈壁附近），与北单于战于稽落山（今蒙古国额布根山），北单于大败逃走，汉军追击，俘杀一万三千余人，北匈奴先后有二十余万人归附。窦宪、耿秉登燕然山（今蒙古国杭爱山）刻石纪功而还。明年再出击北匈奴，北单于受伤逃走。91年东汉军又出击金微山（今阿尔泰山）大败北匈奴军，北单于迫使其西迁，率残部西逃乌孙与康居。
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