公元前201年，当初，匈奴畏惧秦朝，迁徙到北方十多年。待到秦朝灭亡，匈奴又逐渐往南渡过黄河。
匈奴单于头曼有太子叫冒顿。后来，头曼续有所宠爱的阏氏，又生了个小儿子，头曼便想把他立为太子。这时东胡部族强大，西域的月氏部族也很强盛。头曼于是派冒顿到月氏去当人质。不久，头曼加紧攻击月氏，月氏就想杀掉冒顿。冒顿即偷盗月氏人的好马骑上，逃回了匈奴。头曼由此认为冒顿强壮勇武，就让他统率万名骑兵。
冒顿便制作出响箭，训练部下骑射练习，使他们习惯于听从自己的号令。下令说：“看到我的响箭射出后不一齐发射的人，斩首！”冒顿随即用响箭自射他的好马，接着又射他的爱妻，左右的人凡有不敢跟着发射的，都被斩杀了。最后冒顿又拿响箭射头曼单于的好马，左右的骑兵也都跟着放箭射单于的马。由此冒顿知道这些兵士可以使用了，便在随同头曼出猎时，用响箭射头曼，他的部众即跟着响箭同射单于。最终杀死了头曼，并把他的后母和弟弟以及大臣中不听从调遣的人全部诛杀。冒顿自立为单于。
东胡听说冒顿弑父自立，便派出使者去告诉冒顿说：“想要得到头曼在位时拥有的千里马。”冒顿询问群臣，群臣都说：“那是匈奴的一匹宝马，不能给人！”冒顿道：“怎么能与人家为友好邻国却还要吝惜区区一匹马呀！”随即把这匹马送给了东胡。过了不久，东胡又派使者来对冒顿说：“想要得到单于的一位阏氏。”冒顿再询问左右近侍，侍臣都愤怒地说：“东胡这般无礼，竟然索求阏氏！请发兵攻打它！”冒顿道：“和人家是邻国，怎么能舍不得一个女子呢！”就选取自己所宠爱的阏氏送给了东胡。东胡王于是越来越骄横放纵。东胡与匈奴之间，有被丢弃的土地无人居住，方圆一千多里，双方各居其一边，设立屯戍守望的哨所。东胡再次派使者对冒顿说：“这些无人居住的荒地，我想得到它。”冒顿依旧召问群臣，群臣中有的说：“这是块荒地，给他们也可以，不给也行。”冒顿这时却勃然大怒道：“土地是国家的根本，怎么能够给人呢！”即将那些说可以给予的臣子都杀了。冒顿接着一跃上马，下令说：“国中有晚出发的人，斩首！”随即领兵去袭击东胡。东胡起初非常轻视冒顿，不设防备，冒顿因此就灭掉了东胡。
冒顿获胜而归，又向西攻击赶跑了月氏，向南兼并了黄河以南的娄烦、白羊二王，随即侵掠燕、代地区，全部重新收复了当年被蒙恬夺走的匈奴旧地，崐并夺取了汉朝边关原河套以南诸要塞到朝那县、肤施县一带的大片土地。这个时候，汉军正与项羽相持，中原地区被战争拖累得疲惫不堪，因此冒顿得以强大起来，拥有操弓射箭的兵士三十多万，威势镇服各国。
秋季，匈奴兵在马邑将韩王信重重包围。韩王信多次派使者出使匈奴，谋求和解。汉朝发兵救援，但又猜疑韩王信频繁私派使者是对汉室怀有二心，就派人去指责韩王信。韩王信害怕被杀，便在九月，举马邑城投降了匈奴。匈奴冒顿随即乘势领兵向南越过句注山，进攻太原，抵达晋阳。
公元前200年，高帝亲自领兵出征攻打韩王信，在铜县大败韩王信的军队，斩杀了他的部将王喜。韩王信逃往匈奴，他手下的将领白土县人曼丘臣、王黄等拥立赵王的后代赵利为王，重新收拢韩王信的散兵败卒，与韩王信及匈奴一起合谋攻击汉军。匈奴派左、右贤王统率一万多名骑兵，同王黄等驻扎在广武以南，到晋阳作战，汉军攻打他们，匈奴兵立即败逃，随后又聚集起来，汉军乘胜追击他们。这时恰好碰上天气酷寒，天下大雪，汉军士兵冻掉了手指的占十分之二三。
高帝驻居晋阳，听说冒顿单于驻居在代谷，便想要去攻打他，就派人去侦察匈奴。这时冒顿把他的精壮士兵、肥壮牛马都藏了起来，只让人看见老弱残兵和瘦小的牲畜。汉军派去的使者相继回来的有十批，都报告说匈奴可以攻打。高帝于是又派刘敬出使匈奴，尚未返回，汉军就全部出动兵力三十二万向北追击匈奴，越过了句注山。刘敬回来后报告说：“两国相攻，这本该炫耀显示自己的优势。但现在我到匈奴方面去，只看见瘦弱的牲畜和老弱的士兵，这必定是想要显露自己虚弱不堪，而埋伏奇兵以争取胜利。我认为匈奴不能攻打。”这时候，汉军业已出动，高帝大为恼火，骂刘敬说：“你这个齐国的混蛋伙，不过是靠着耍嘴皮子得到了一官半职，现在竟又来胡言乱语阻挠我的军队前进！”用刑具把刘敬拘禁到广武。
高帝先期抵达平城，军队尚未全部到来。冒顿便发出精兵四十万骑，把高帝围困在白登山达七天之久。汉军这时内外无法呼应救援，高帝于是就采用陈平的秘计，派使者暗中用重金贿赂冒顿的阏氏。阏氏随即便对冒顿说：“两个君主不应彼此困窘迫害。如今即使夺得了汉朝的土地，单于您也终究不能居住在那里。况且汉朝的君主也有神灵保护，望您明察！”冒顿与王黄、赵利约定好时间会师，但王黄、赵利的军队却迟迟不来，由此就怀疑他们与汉军有什么谋划，这才解开包围圈的一角。正好遇到天降大雾，汉军便派人在白登山与平城之间往来走动，匈奴人毫无察觉。陈平这时请求高帝命令士兵们用强弩搭上两支箭，箭朝外御敌，从解围的一角直冲出去。高帝脱出包围后，想要策马疾奔，太仆滕公夏侯婴却坚持慢慢地行走。到了平城时，汉的大队人马也赶到了，匈奴的骑兵便解围而去。汉军于是也收兵返回，命樊哙留下来平定代地。
高帝回到广武，赦免了刘敬，说道：“我不采用您的意见，因此被围困在平城。我已经把先前十多批使者都杀掉了！”接着就封给刘敬二千民户，爵位为关内侯，称作建信侯。高帝回师向南经过曲逆县，说道：“好壮观的县啊！我走遍天下，只见过洛阳和这里罢了。”就改封陈平为曲逆侯，享用全县民户的赋税收入。陈平跟随高帝南征北战，共六次进献妙计，每次都增加了封邑。
