敦煌向西直到盐泽，处处建起亭燧，而轮台、渠等地都有汉朝的屯田兵卒数百人，分别设置使者、校尉加以统领护卫，用以供给出使外国的使团所需。
一年多以后，大宛贵族认为昧蔡善于讨好汉朝，使本国遭受屠戮，于是联合杀死昧蔡，立母寡的弟弟蝉封为大宛王，派蝉封的儿子到汉朝充当人质。汉朝因而派出使者赏赐蝉封，对他进行镇扶。蝉封与汉朝约定，每年向汉朝进献天马二匹。
秋季，汉武帝兴建明光宫。
冬季，汉武帝巡游回中地区。
匈奴湖单于去世，其弟左大都尉且侯被立为单于。汉武帝打算乘征伐大宛的兵威困扰匈奴，便颁发诏书说：“高皇帝给朕留下平城的忧恨，高后时，匈奴单于给我朝的书信又悖逆绝伦。当年齐襄公报九世先祖之仇，《春秋》认为他的行为符合了大义。”且侯单于刚刚即位，害怕汉军袭击他，便向汉朝表示：“我是小孩子，岂敢和大汉天子相比，汉朝天子是我的长辈。”于是将不愿投降而被扣留在匈奴的汉使路充国等全部放回，又派使臣前来进贡。
天汉元年(辛巳，公元前100年)
[]春季，正月，汉武帝到甘泉，在泰祭祀天神。三月，汉武帝巡游河东郡，祭祀后土神。
汉武帝嘉许匈奴单于的义举，派中郎将苏武将留在汉朝的匈奴使臣送回匈奴，顺便携带厚礼，答谢匈奴单于的好意。苏武与副使中郎将张胜及暂时充任使团官吏的常惠等一同前往，到达匈奴后，将礼品送给单于。单于却更加骄横，不是汉朝原来所希望的样子。
正在此时，曾经归降过汉朝的匈奴缑王和长水人虞常，以及卫律所率领的投降匈奴的原汉朝人暗中商议，企图劫持匈奴单于母亲阏氏回到汉朝。卫律的父亲原是长水地区的匈奴人，卫律本人则因与汉朝的协律都尉李延年关系很好，经李延年推荐，受汉朝派遣出使匈奴。卫律出使归来，听说李延年一家被收捕，便逃到匈奴投降。单于很喜欢他，与他商讨国家大事，封他为丁灵王，虞常在汉朝时一直与副使张胜关系密切，私下拜访张胜时说：“听说大汉天子非常怨恨卫律，我可以埋伏弓弩手为汉朝将其射死。我的母亲和弟弟都在汉朝，希望他们能得到赏赐。”张胜答应了虞常的要求，并送给他很多财物。一个多月以后，单于出外打猎，只有他母亲和部分子弟留在王庭。虞常等七十余人正准备发动政变，不料其中一人于夜间逃走，告发了虞常等人的政变计划。于是单于子弟调兵与虞常等人交战，缑王等全部被杀，虞常被活捉。
匈奴单于派卫律处理此事。张胜听到消息后，害怕先前与虞常约定之事被查出，便向苏武报告。苏武说：“
