霍去病是大将軍衛青的外甥，母親衛少兒是漢武帝皇後衛子夫的姐姐。
由于有皇族關系，霍去病在18歲時就很得皇帝寵信，入宮做了侍中。

　　在公元前123年，他随大将軍衛青出征。
北擊匈奴時，他率領八百精銳騎兵離開大部隊幾百裡去追擊匈奴，最後殲敵2028人，其中有相國和單于的祖父，活捉單于叔叔，戰後封為冠軍侯。
公元前121年春，霍去病被任命為骠騎将軍，率領精騎一萬人，向河西地區進發。
在這場戰役中，漢軍大獲全勝，斬殺匈奴樓蘭王、盧侯王，活捉了匈奴渾邪王的兒子及相國、都尉等高官，殲敵8900餘人，并且繳獲了匈奴休屠王的祭天金神像。
戰後，漢武帝下令增封霍去病食邑2000戶。
公元前121年夏的第二次河西戰役中，霍去病孤軍深入，以他變幻莫測的戰術大敗匈奴軍。
這次戰役中，匈奴單桓王、酋塗王及相國、都尉等2500人投降，王母、單于阏氏、王子、相國、将軍、當戶、都尉等120多人被俘虜，匈奴兵30200人被漢軍殲滅。
霍去病的聲望日益顯赫，地位也日益尊貴。

　　公元前121年，在西漢與匈奴的戰争中，漢對河西(今河西走廊及湟水流域)地區匈奴進行了兩次縱深突襲作戰。

　　漢武帝劉徹對匈奴發起戰略反擊後，先後取得了河南、漠南之戰的勝利。
匈奴單于和右賢王遠遁大漠以北，河西僅存休屠王、渾邪王等部，勢孤力單。
漢武帝抓住有利時機，發起河西之戰。
此役分為春、夏兩次作戰。

　　二年春，漢以霍去病為骠騎将軍，率精騎萬人，由隴西(郡治狄道，今甘肅臨洮)出發，涉狐奴水(今甘肅石羊河)，曆五國，轉戰六天，過焉支山(今甘肅山丹東南之大黃山)，向西北挺進千餘裡。
大敗休屠王、渾邪王部，殺折蘭王、盧胡王，俘渾邪王子及相國、都尉，斬獲8900餘人，漢軍損失十分之七。

　　同年夏，為進一步殲滅匈奴有生力量，完全控制河西走廊，漢武帝令霍去病與合騎侯公孫敖率精騎數萬，由北地(郡治馬嶺，今甘肅慶陽西北)出發，分兩路進攻河西匈奴。
霍去病率部渡黃河，經沙漠南緣，迂回至居延澤(今内蒙古額濟納旗北)，西過小月氏(今甘肅敦煌市南湖鎮陽關遺址西南)，轉向東南，攻至祁連山(今甘肅肅南裕固族自治縣西北)，大敗酋塗王，降俘6500人，斬首3萬餘。
漢軍亦傷亡十分之三。
另路公孫敖部因迷失方向未能參加作戰。

　　為策應霍去病作戰，郎中令李廣、衛尉張骞率騎兵萬餘，從右北平(郡治平剛，今遼甯淩源西北)出發，進擊左賢王。
李廣率4000騎北進數百裡，因張骞部未能按時出發，被左賢王4萬騎包圍，軍士皆恐慌。
李廣命其子李敢率數十騎沖擊匈奴騎兵隊伍，以鼓舞士氣；并将騎兵列成圓陣禦敵，匈奴進攻，則弓弩齊發。
激戰終日，漢軍箭矢将盡，李廣手持強弩“大黃”，連續射殺匈奴裨将數人，緩解了匈奴的進攻。
戰至次日，漢軍死傷過半，匈奴也傷亡很大。
時張骞率萬騎趕到，左賢王解圍北撤，完成了牽制左賢王部的任務。

　　戰後，伊樨斜單于怒渾邪王、休屠王慘敗，欲召至單于庭誅之。
二王恐，乃向漢求降。
休屠王悔，渾邪王遂殺休屠王，并其衆，共4萬餘人降漢。
西漢将降衆分置隴西、北地、上郡(郡治膚施，今陝西榆林市南魚河堡)、朔方(郡治朔方城，今内蒙古杭錦旗北)，雲中(郡治雲中，今内蒙古托克托東北)五郡塞外，稱五屬國。
此後，隴西、北地和河西地區少有匈奴攻略，遂減戍卒之半。

　　霍去病于漠南戰役中脫穎而出，此次出戰河西，是他第一次獨立領兵作戰。
這位年輕的主帥，一向具有剽悍勇猛的戰鬥作風，不畏艱險，不怕強敵，作戰時“敢深入，常與壯騎先其大軍”，這極大地鼓舞了漢軍的士氣，激勵他們英勇奮戰。
河西之戰使漢匈雙方的力量對比發生了重大的變化。
此役使匈奴繼失河南地後又喪失河西，其統治西部地區的根基便被徹底拔除了。
此後，匈奴不僅在與漢朝争奪西域的鬥争中長期陷于被動的地位，同時也在經濟上遭受重大的損失。

　　霍去病作戰時身先士卒，喜歡做先鋒。
公元前117年，霍去病因病而死，年僅23歲。
因為他當時還不到三十歲，武帝悲痛異常，武帝給他修的陵墓外形很像祁連山，還追封為景桓侯，在墓前豎立了一尊“馬踏匈奴”的石像，象征着他為國家立下的不朽功勳。