太初二年（前103）夏天，汉朝在匈奴损失了浞野侯的军队二万多人。公卿和议事的官员都希望停止打大宛的军事行动，集中力量攻打匈奴。天子已经讨伐大宛，宛是小国却没能攻下，那么大夏等国就会轻视汉朝，而大宛的良马也绝不会弄来，乌孙和轮台就会轻易地给汉朝使者增添烦扰，被外国人嘲笑。于是就惩治了说讨伐大宛尤为不利的邓光等，并赦免囚徒和勇敢的犯了罪的士卒，增派品行恶劣的少年和边地骑兵，一年多的时间里就有六万士兵从敦煌出发，这还不包括那些自带衣食随军参战的人。这些士兵携带着十万头牛，三万多匹马，还有无数的驴、骆驼等物。他们还带了很多粮，各种兵器都很齐备。当时全国骚动，相传奉命征伐大宛的校尉共有五十余人。宛王城中没有水井，都要汲取城外流进城内的流水，汉朝军队就派遣水工改变城中的水道，使城内无水可用。汉朝还增派了十八万甲兵，戍守在酒泉、张掖以北，并设置居延、休屠两个县以护卫酒泉。汉朝还调发全国七种犯罪之人，载运干粮供应贰师将军。转运物资的人员络绎不绝，直到敦煌。又任命两位熟悉马匹的人做执驱校尉，准备攻破大宛后选取它的良马。

　　于是贰师将军后来又一次出征，所率兵士很多，所到小国没有不迎接的，都拿出食物供应汉朝军队。他们到达仑头国，仑头国不肯投降，攻打了几天，血洗全国。由仑头往西去，平安地到达王城，汉军到达的有三万人。宛军迎击汉军，汉军射箭打败了宛军，宛军退入城中依*城墙守卫。贰师将军的大兵要攻打郁城，害怕滞留不进而让大宛越发做出诡诈之事，就先攻大宛城，断绝他的水源，改变水道，则大宛已深感忧愁困危。汉军包围大宛城，攻打四十多天，外城被攻坏，俘虏了大宛贵人中的勇将煎靡。大宛人非常恐惧，都跑进城中。大宛高级官员们相互商议说：“汉朝所以攻打大宛，是因为大宛王毋寡藏匿良马而又杀了汉朝使者的缘故。如今要是杀死宛王毋寡而且献出良马，汉朝军队大概会解围而去，若是不解围而去，再拼力战斗而死，也不晚。”大宛高官们都认为此话正确，便共同杀死宛王毋寡，派遣贵人拿着毋寡的人头去见贰师将军，与他相约道：“汉军不要进攻我们，我们把良马全部交出，任凭你们挑选，并供应汉军饮食。如果你们不接受我们的要求，我们就把良马全杀死，而康居的援兵也将到来。如果他们的军队赶到了，我们的军队在城里，康居的军队在城外，同汉兵作战。希望汉军仔细考虑，何去何从？”这时康居的侦察兵在窥视汉军的情况，因为汉军还强大，不敢进攻。贰师将军李广利和赵始成、李哆等商议道：“听说大宛城里最近找来了汉人，这人熟悉打井技术，而且城中粮食还挺多。我们来这里的目的就是要杀罪魁祸首毋寡。毋寡的人头已到手，却又不答应人家的解围撤兵的要求，那么他们就会坚决固守，而康居军队窥视汉军疲惫时再来救助大宛，那时必定会打败汉军。”军官们都认为说得对，便答应了大宛的要求。大宛才献出他们的良马，让汉军自己选择，而且拿出许多粮食供给汉军。汉军选取了他们的几十匹良马，以及中等以下的公马与母马三千多匹，又立了大宛贵人中从前对待汉使很好的名叫昧蔡的为大宛王，同他们订立盟约而撤兵。汉军始终没有进入大宛城内，就撤军回到汉朝。