一次，匈奴进攻上郡，景帝派了一名亲随到李广军中，这名亲随带了几十骑卫士出游，路上遭遇三名匈奴骑士。结果，卫士们全被射杀，亲随本人也中箭逃回。李广闻讯，即率百名骑兵追击，亲自射杀其中两人，生擒一人。刚把俘虏缚上马，匈奴数千骑兵赶来，见到李广等人，以为是汉军诱敌之兵，连忙抢占了一座高地。李广所带的百骑兵士慌忙上马欲逃。李广大喝：“我们远离大军数十里，逃必死！不逃，匈奴以为是诱敌之计，必不敢攻击我们。”遂带领兵士向匈奴骑兵迎去，离匈奴阵前二里之遥，他令士兵下马解鞍，匈奴搞不清他们的意图，果然不敢攻击，只派一名将官出阵试探，李广飞马抢到阵前，将他射落马下，然后从容归队。到夜半时，匈奴人认为一定有汉军埋伏夜袭，遂引兵而去。后人有诗论曰：
见机不动活成死，临危不乱死得活。
李广英明千古在，不愧英豪大丈夫。
公元前140年，汉武帝即位，调李广为未央卫尉。四年后，李广率军出雁门关，被成倍的匈奴大军包围。匈奴单于久仰李广威名，令部下务必生擒之。李广终因伤病未愈寡不敌众而受伤被俘。押解途中，他飞身夺得敌兵马匹，射杀追骑无数，终于回到了汉营。从此，李广在匈奴军中赢得了“汉之飞将军”称号。但归朝后，按汉律李广所失部众多身又被虏当斩。帝念有功李广被汉帝革除军职，贬为庶人。后人有诗论此曰：
夸功美酒几人闻，死里逃脱归汉臣。
沙场横刀心未碎，廊庙堂前恨前因。
几年后，匈奴杀辽西太守，击败韩安国将军。武帝重新起用李广为右北平太守。匈奴闻“飞将军”镇守右北平，数年不敢来犯。
一次，李广外出打猎，看见草中大石，以为是虎而一箭射去。待他近看时，方知射中的是大石，而那枝箭却深深地射入了石中。他张弓对石再射，却始终不能再将箭射入石中了。
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公元前120年，李广率四千骑兵出右北平。配合张骞出征匈奴。兵进数百里，突然被匈奴左贤王率四万骑兵包围，汉兵死伤过半，箭矢也快用完了。李广令士兵们引弓不发，他自己以大黄弓连续射杀匈奴裨将多人。匈奴兵将大为惊恐，纷纷被李广的神勇所镇住而不敢妄动，直到第二日，汉军主力赶到，李广军得以解出重围。
唐朝诗人王昌龄诗云：“
秦时明月汉时关，万里长征人未还。
但使龙城飞将在，不叫胡马度阴山
公元前119年，大将军卫青率军出击匈奴，李广数请行。天子以为李广已老不堪重用。李广再请命数次。天子才以前将军之职予广。李广便以60多岁的高龄任前将军职。出塞后，卫青从俘虏口中得知了单于的驻地。他想甩开李广独得大功，便令李广的前锋部队并入右翼出东道，他自带中军去追单于。李广力争无果，遂引军与右将军赵食其合军出东道。由于道路难走又无向导，终于迷了路。此时卫青与单于接战，单于逃走，卫青只得徒劳而返，在回军的路上才与右翼部队会合。
卫青差亲信带著酒肉来慰问李广，向他询问右翼部队迷路的经过。说卫青要向天子上报，把走失单于的责任推给右将军赵食其。李广一身正直，自然不答应。卫青大为光火，又派人催逼李广的幕僚去中军接受审问。李广说“他们无罪，迷路的责任在我，我自己去受审。”把责任全揽在自己身上。来人走后，李广望着那些多年共同生死的部将，慨然叹道：“我自少年从军，与匈奴大小七十余战，想不到现今却被大将军如此催逼，我已六十余矣，终不能再对刀笔吏，”说罢拔出配