李陵兵败的消息传至长安，汉武帝以为李陵为国殉难了，心情沉重地召见了李陵的家人。然而，李陵的家人脸上没有悲痛之意，反而有羞愧的神色。汉武帝这才听说李陵投降的消息，顿时大怒，对李陵的家人大加斥责，然后又叫来曾经传捷报的部将陈步乐，责问李陵投降一事。
  陈步乐惊恐万分，回到家中便自杀了。听说李陵投降的消息，满朝文武纷纷进言，斥责李陵有罪。唯有生性刚正又有些书生意气的太史令司马迁为李陵说话。司马迁看到朝臣们在李陵打胜仗时都不吝溢美之词，而李陵一朝兵败，群臣就恶言相加，落井下石，不禁  为李陵愤愤不平。
  他对汉武帝说：“李陵向来忠孝，常常 为国家大事奋不顾身。他率领不足5000人的兵马，深人匈 奴境内，与数万大军作战，殊死搏杀，挫敌锐气，即使后  来失败，也不能掩盖他的英勇之举。至于他没有战死，恐 怕是假意投降，以图日后为汉室效力。”汉武帝听后不置 可否，没有再追究。
  不久后，汉武帝再次派李广利出兵匈奴，嘱咐他请  李陵暗中相助。然而，李陵此时已经与匈奴单于结下兄弟 情谊，加之对李广利心存芥蒂，便没有伸出援手。李广利 无功而返，对汉武帝实情相报。汉武帝听后震怒，想起司  马迁的“假降”之说更加气愤，便下令将司马迁以“大不 敬”之罪打入牢狱。
  家境贫寒的司马迁没有钱赎身买罪，最终不幸被处以宫刑。过了一段时间，汉武帝的愤怒情绪渐渐平复，回忆起  “酒泉之战”时，自己催促李陵出战，后来又没有派援军 支援，导致李陵的部队几乎全军覆没，心中不免内疚。于 是，汉武帝派人安抚李陵部队的幸存士兵，并再次派将领  出兵匈奴，同时准备迎回李陵。
  此次率兵出征的将领是因 杆将军公孙敖。他率部与匈奴兵交战之后未能取胜，回朝 禀报汉武帝说：“据我军俘获的匈奴兵称，有个叫李陵的  汉军将领教他们习武打仗，来对付汉军，这才使我军败下 阵来。”这一次，汉武帝再也忍无可忍，盛怒之下将李陵 的亲人全部诛杀。
  
  自此，李陵在陇西身败名裂，世人皆以  之为耻。然而，这个帮助匈奴兵击败汉军的“汉奸”却并非李 陵，而是与他名字相近的另一名汉朝降将李绪。李陵得知自己被冤枉、家人被诛杀之后差阳错的误解使李陵返回汉朝的大门被牢牢关闭了，也使 他将功折罪、挽回名声的希望化为泡影。