在汉匈长达百余年的争霸史上，西域绝非单纯的地理名词，而是决定双方战略平衡的“第二战场”。这片横亘在葱岭以东、天山南北的广袤土地，东接河西走廊，西通中亚诸国，不仅是丝绸之路的核心枢纽，更是匈奴赖以获取资源、牵制汉朝的战略要地。早在汉朝势力进入之前，西域便已被匈奴纳入势力范围——匈奴在此设置“僮仆都尉”，治所驻扎于焉耆（今新疆焉耆回族自治县附近），名义上“监护”西域诸国，实则以严苛的赋税压榨诸国资源，将西域变成其“提款机”与“兵源地”，诸国被迫向匈奴缴纳牛羊、粮食，甚至派遣质子，完全沦为匈奴的附庸。
汉武帝时期，随着汉朝国力的鼎盛与对匈作战的节节胜利，西域成为汉朝战略布局的关键一环。元狩四年（前119年）漠北之战后，匈奴主力远遁漠北，汉武帝敏锐地意识到“断匈奴右臂”的重要性——若能控制西域，便能切断匈奴与中亚诸国的联系，使其失去后勤补给的重要来源。于是，他派遣张骞二次出使西域，旨在联合乌孙等国夹击匈奴；元封三年（前108年），汉朝出兵击破亲匈奴的楼兰、姑师两国，打通了前往西域的通道；太初元年（前104年）至太初四年（前101年），汉武帝派遣李广利两次征伐大宛（今乌兹别克斯坦费尔干纳盆地），虽历经艰辛，最终攻破大宛都城，获取“汗血宝马”，更重要的是，汉朝的声威自此远震西域，诸国纷纷遣使入朝，汉使往来西域的频次日益密集，汉朝开始在渠犁（今新疆库尔勒市西南）等地设置屯田点，以士兵屯垦的方式解决军粮供应，为长期经营西域奠定基础。
自此，汉匈在西域展开了漫长的拉锯战。汉朝凭借屯田据点与诸国盟友，逐步扩大影响力；匈奴则依托传统势力范围，不断煽动诸国反汉，双方“你来我往，此消彼长”，局势极为复杂。汉武帝后期，因对匈作战接连失利（如李陵浚稽山之败、李广利燕然山之溃），国力损耗严重，汉武帝下《轮台罪己诏》，罢黜轮台屯田之戍，汉朝在西域的势力暂时收缩；汉昭帝即位后，大将军霍光辅政，为扭转西域颓势，派遣傅介子出使楼兰——当时楼兰王虽表面亲汉，实则暗中与匈奴勾结，多次袭击汉使。傅介子以“赏赐”为名诱杀楼兰王，改立亲汉的楼兰王子为王，并将国名改为“鄯善”，汉朝对西域的控制力度再度加强。至汉宣帝初年，汉匈在西域形成了清晰的势力划分：以天山为界，天山以南为汉朝势力范围，诸国多归附汉朝；天山以北则仍为匈奴控制，匈奴在此保留着较强的军事存在。
汉昭帝末期，匈奴为重新夺回西域主导权，对汉朝的盟友乌孙（位于今伊犁河流域）发动大规模进攻。乌孙自汉武帝时期与汉朝联姻（解忧公主远嫁乌孙昆弥），始终是汉朝在西域的重要盟友，匈奴此举既是为了削弱乌孙，也是为了向汉朝示威。匈奴先派遣使者前往乌孙，逼迫乌孙交出解忧公主，遭拒后便发兵攻打，接连攻取乌孙的车延、恶师（均在今新疆塔城地区附近）等地，大肆劫掠人口与牲畜。解忧公主心急如焚，多次上书汉昭帝请求救援，然而当时汉朝朝堂正处于权力交接的酝酿期，公卿大臣对是否出兵争论不休，此事始终未能定论。
元平元年（前74年），汉昭帝驾崩，昌邑王刘贺短暂即位后被废，刘询（汉宣帝）登基。乌孙昆弥见汉朝新君即位，再次派遣使者入朝，言辞恳切地奏请：“我国接连遭受匈奴侵伐，部众离散，国力衰弱，如今愿倾尽国中一半精兵——共计五万人马，全力配合汉朝反击匈奴，恳请天子派遣大军，救救解忧公主与乌孙百姓！”汉宣帝深知，乌孙若被匈奴征服，汉朝在西域的防线将彻底崩溃，“断匈奴右臂”的战略将化为泡影，因此果断决定出兵，发动对匈的大规模反击。
本始二年（前72年）七月，汉宣帝下令动员全国兵力，精选关东地区（函谷关以东）的轻车锐卒，又从各郡国中挑选职位在三百石以上、体魄强健且精通骑射的官吏编入军队，组成西征大军。他任命五位将领分兵出击：御史大夫田广明为祁连将军，率四万骑兵出西河郡（今内蒙古鄂尔多斯市东南）；度辽将军范明友率三万骑兵出张掖郡（今甘肃张掖市）；前将军韩增率三万骑兵出云中郡（今内蒙古托克托县东北）；后将军赵充国为蒲类将军，率三万骑兵出酒泉郡（今甘肃酒泉市）；云
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