六月，文帝遣丞相灌婴率8.5万骑兵开赴高奴(今陕西延安)，迎击右贤王。右贤王出塞而去。会济北王刘兴居反，汉乃诏击匈奴兵回长安。
汉文帝前元三年(前177)，匈奴右贤王背弃和亲之约，率数万大军侵占河南地(今内蒙古伊克昭盟地区)，并进袭上郡(今陕西绥德地区)，杀略汉民，威胁长安。双方虽未交兵，但这次用兵是西汉自白登之围后对匈奴第一次大规模的军事行动，表明西汉王朝并不甘于和亲政策。
汉文帝前元十四年(前166)冬，老上单于亲率14万大军入侵汉地，前锋直抵岐州雍(今宝鸡凤翔)、甘泉(今陕西淳化西北)，距长安仅200里，直接威胁西汉王朝的统治中心。
文帝得报，立即命中尉周谷、郎中令张武为将军，发车千乘，骑十万，屯驻长安附近，防卫京师;又拜昌侯卢卿为上郡将军，宁侯魏遫为北地将军，隆虑侯周灶为陇西将军，东阳侯张相如为大将军，成侯董赤为前将军，大发上郡、北地、陇西等处兵马车骑迎击匈奴，苦战月余，老上单于方退出塞外，而汉军逐出塞即还，不能有所杀。
从此，匈奴日已骄，岁入边，杀略人民畜产甚多，云中、辽东最甚，至代郡万余人。西汉王朝深以为患，不得不遣使者复与匈奴修好和亲。汉文帝后元四年(公元前160年)，老上稽粥单于死，其子军臣立为单于，仍以中行说为亲信，积极准备攻汉。
汉文帝后元六年(公元前158年)，军臣单于绝和亲之约，对汉发动战争，侵入上郡及云中郡。文帝以中大夫令勉为车骑将军，率军进驻飞狐(今山西上党);以原楚相苏意为将军，将兵入代地，进驻句注(今山西雁门关附近);又派将军张武屯兵北地，同时，置三将军，命河内守周亚夫驻屯细柳，祝兹侯徐悍驻棘门，宗正刘礼驻霸上，保卫长安。
此时，匈奴骑兵已进至代地句注边，边境烽火警报连连告急。汉军经数月调动，方抵边境地区。匈奴见汉军加强了守备，遂退出塞外。
汉文帝第三次防御匈奴，汉文帝后六年冬(即前159年冬，因汉初以10月为岁首)，匈奴3万骑入上郡，3万骑入云中，杀略甚多，烽火通于甘泉、长安。
汉文帝命将军令免屯驻飞狐，苏意屯驻句注，张武屯驻北地，以备匈奴;命周亚夫驻扎细柳，刘礼驻扎霸上，徐厉驻扎棘门，以保卫京师。数月后，汉军开赴边境，匈奴军退，汉兵遂罢。
汉文帝后元四年(前160年)，老上单于病逝，其子军臣单于即位。
总体而言，受制于国力、统治思想和马匹、武器等具体物质基础，文景时期对待匈奴的入侵并不组织军队主动出击，以避免加重百姓的负担，使恢复不久的正常的经济生活再次受到破坏。
