凭借西汉前期数代积累，汉武帝时期拉开了“汉匈大战”的序幕，汉武帝在位中前期，汉朝对匈奴作战基本保持优势，甚至一度形成了“漠南无王庭”的局面，然而到了汉武帝晚期，匈奴却再度卷土重来，而西汉则由于国力损耗，接连遭遇战败，而导致李陵投降匈奴的“浚稽山之战”便是其中之一。那么，李陵为何会选择投降，李陵投降之后，汉武帝对李陵家人又是如何处置的呢？
汉武帝出兵攻打匈奴，李陵主动请缨率军出征
李陵是飞将军李广的长孙，早年曾任侍中、建章监，后因善于骑射、素有仁爱之心，汉武帝认为其有李广风范，便命其率领八百骑兵，后升任骑都尉，率领五千精兵于酒泉、张掖等地教习箭术以防卫匈奴。
汉武帝在位后期，随着匈奴逐渐恢复元气，再度开始对西汉边郡进行袭扰。天汉二年（前 99 年），汉武帝为了打击匈奴，再度兵分四路大举进攻匈奴，其中主攻方向李广利率领三万骑兵出酒泉，负责攻打天山的匈奴右贤王部。同时，汉武帝召见驻扎于酒泉一带的李陵，要其为大军运送粮草。
李陵则向汉武帝表示，自己率领的乃是精锐之军，如果只承担运输任务实在屈才，汉武帝则表示如今大军出动，没有多余的战马拨付给李陵，李陵则表示自己不用马匹，“臣愿以少击众，步兵五千人涉单于庭”，汉武帝见其如此笃定，便命其率兵出击，同时诏令强驽都尉路博德领兵在中途迎候李陵的部队。
然而，曾任伏波将军的路博德也不愿担任李陵后备，便上书汉武帝说现在不宜与匈奴开战，希望等到次年春天再出兵，而汉武帝则怀疑是李陵后悔不想出兵，这才指使路博德上书，便下诏给李陵，要其从庶虏鄣出塞，到东浚稽山南面龙勒水一带观察敌情，如果没有见到匈奴兵，便沿着浞野侯赵破奴走过的路线抵受降城休整。
李陵遭遇匈奴主力，最终不敌力竭被俘
于是，李陵便率领着五千步兵自居延出发，到浚稽山扎营。然而却在此地遭遇了匈奴单于主力，五千步兵被匈奴三万多骑兵所包围，李陵连忙挥军驻扎于两山之间，以大车作为营垒。
这边李陵刚刚做好迎战准备，见汉军人少的匈奴便立即挥军进攻，结果反被李陵率军以弩箭杀伤甚众，匈奴被迫撤往山上，结果又被汉军追杀数千人。
匈奴单于见久攻不下，遂又召匈奴左、右地起兵八万，对李陵军队展开围攻。李陵且战且退，先后对匈奴造成了数万伤亡。匈奴单于见久攻不下，而李陵又不断撤往西汉边塞，心中怀疑汉军在边关有伏兵，一度想要撤军。
而就在这关键时刻，李陵军中一个叫做管敢的军侯因被校尉凌辱而投降匈奴，将“李陵军无后援，并且箭矢已尽”的实际情况告诉了匈奴单于，这使得匈奴单于下定了堵住汉军退路，彻底消灭李陵所部的决定。
在匈奴大军的猛攻下，李陵虽然率军死战，但双方兵力差距实在太大，李陵根本无法长时间坚守。无奈之下便定下了分路突围的计划。李陵与韩延年虽然率兵突出重围，但却始终无法摆脱匈奴数千追兵，结果韩延年战死，李陵则力竭被俘。
汉武帝诛杀李陵全家，李陵终生再未返汉
此次兵败，李陵率领的五千精兵，仅余四百余人逃了回去，而当李陵兵败投降的消息传回朝廷后，汉武帝大怒，司马迁则因为替李陵开脱而惨遭腐刑。
直到很久后，汉武帝才反应过来，认识到李陵之所以战败投降，乃是因为外无援兵所致，说道，“李陵出塞之时，本应诏令强弩都尉接应，谁知却因其奏疏而改变了诏令，这才导致李陵全军覆没”。
想明白之后，汉武帝先是派人慰问赏赐了李陵残部，又在一年后派因杅将军公孙敖带兵深入匈奴境内接李陵返汉。公孙敖无功而返，却对汉武帝说“听俘虏说，李陵在帮匈奴单于练兵，意图对付汉军。”
事实上，当时替匈奴练兵的并非李陵，而是另外一个投降匈奴的汉将李绪 。然而，就因为这个错误的消息，让汉武帝误以为李陵是真心实意的投降了匈奴， 一怒之下便将李陵全家处于族刑，李陵之母、兄弟和妻子都被诛杀，甚至导致陇西一带士人都以李陵不能死节而累及家族为耻。
得知此事之后，李陵怨恨李绪为匈奴练兵而使自己全家被诛，于是派人刺杀了李绪，而他自己也就此断绝了返回汉朝的心思。即使如此，匈奴单于不仅没有惩处李陵，反而在大阏氏要诛杀李陵时，将其藏到了北方。
匈奴单于因极为看重李陵，不仅将女儿嫁给了他，还封其为右校王。不过，李陵虽然杜绝了返回汉朝的心思，但也不想为匈奴效力，无奈之下便选择了远离朝堂，不再参与政事。
汉昭帝时，虽然汉朝再度派人想将李陵劝回，但再次被心灰意冷的李陵所拒。李陵就此在匈奴呆了二十多年，最终于元平元年（前 74 年）病逝。