且说，汉元帝好久听不到谷吉的音信，召问丞相韦玄成，玄成说：“臣曾闻匈奴降者说，谷吉等被瓯脱所杀。”元帝说：“瓯脱乃呼韩邪的部曲，呼韩邪单于自入朝以来，敬诚备至，谅不会纵容部下，杀害汉使，可再派人前去访查。”韦玄成即派遺车骑都尉韩昌，光禄大夫张猛，借护送呼韩邪单于侍子之名，访查谷吉下落。

西域都护甘延寿、副都尉陈汤，听到郅支单于杀了汉朝使臣谷吉，十分恼火，二人当即商议。甘延寿说：“郅支单于竞敢杀害汉使，与我汉朝作对；今西去康居，定把我西域都护府不放在眼里。”陈汤说：“郅支单于自依附康居以来，招兵买马，对乌孙等邻国扬鞭欲试，如其阴谋得逞，我大汉即有唇亡齿赛之虞。当今之计，应以先发制人，乘其翅羽未满，我们当联合乌孙等国，出兵围攻，生擒郅支。况且乌孙等国，久受其困，召之必来。”甘延寿说：“郅支单于罪该伏诛，但未奉朝廷旨意，怎能擅自行事。”陈汤说：“我等远离朝廷，何日等得旨意？将在外，君命有所不受，只要我等见机行事，克敌制胜，有利于保国安民，即是矫制行事，朝廷也不会降罪。况我朝廷，派遣使臣之至康居，以求谷吉等下落。郅支单于拒不奉诏，还囚辱使臣，与汉朝公然为敌。为今之计，只有出兵惩罚，别无选择。”二人正在商议，鸟孙使者来见。使者说道：“郅支单于曾借助康居兵力，杀掠乌孙赤谷（赤谷城在今哈萨克斯坦境内）人畜。今又遣使，谕乌孙国王，筹送四千人马，三年所需之鞍具、粮秣，否则，即兴师问罪。乌孙赋税，尚不能自给，那有余力馈送他国，乌孙得罪不起郅支，特使我来求救。”陈汤、甘延寿又问郅支单于和康居的关系，使者说道：“郅支单于对康居朝野骄矜不礼，杀死康居王女、贵人及庶民百姓数百人，康居王甚恨郅支。如天朝都护府发兵问罪，康居国人必不力助郅支。”使者退下，甘延寿仍犹豫不决。陈汤即发周围诸城屯田吏卒及乌孙大宛等国兵马四万余人，共分六路，三路从南道经大宛；三路由北道过赤谷，向康居进发。不久，兵抵康居离郅支城三里安营下寨，陈汤自领数十骑来到城前，查看城防工事；只见城上有五色旗帜，数百人披甲登城，又出百余骑，往来驰骋于城外。步兵手持大盾牌，在城门口布成“鱼鳞阵”式。城有内外两层，外层用大木头编连而成，内城为夯土筑墙。外城上的弓箭兵，居高临下，可射杀对方，阻止进攻。陈汤看毕，想道，在东方未见过这样奇特的防御阵式，即令军士多备火弓火箭及引火之物以火攻外城。多备云梯，再攻内城。分派一定，当夜发起进攻，鼓声一响汉兵尽迫城下，四面围攻。霎时郅支城外层起火，将木城化为灰烬，汉军盾牌在前，强戟弩在后，直逼城下，一阵乱箭射得土城上敌人不敢抬头，汉军架起云梯登上城头。康居人倒戈内应，一时间杀声四起，匈奴兵闻声溃逃。汉军攻入城内，杀了郅支单于，生虏一百四十余人，降虏一千余人。搜得谷吉所带的使节及帛书等物。甘延寿、陈汤传令收军，犒劳各国将士。康居王倒戈内应，赦免其助逆之罪。并将郅支单于首级，传送各国示众，以示与大汉为敌者必诛。俘虏中的骊靬人，均叩头哀求内迁，愿作大汉臣民，以报不杀之恩。郅支平定后，甘延寿、陈汤即上疏朝廷，请矫制行事之罪，并请求安置一千多骊靬战俘。元帝召集众臣朝议甘陈奏疏，丞相匡衡、中书令石显等，以为甘延寿、陈汤矫制行事，历无前例，应予罪责。宗正刘向等，以为甘延寿和陈汤，内不烦一汉士，不费斗粮，以敌之粮，以赡军食，立功于万里之外，威震百蛮之域，为国除害安边，应记功受奖。两相争论不休。元帝诏逾：“甘陈功过，由朕定度。”但对安置骊靬战俘一事，元帝未尚定论。他曾闻先皇武帝派遣张骞出使西域时，安息国王将罗马国所赠骊靬眩人（指今魔术师）转赠予汉使。知道骊靬西距中国万余里。如何安置这批骊靬战俘，再昕下次朝议。