一个半月之后，骠骑将军霍去病率三万骑兵离开长安，二出河西，此时距他上一次回兵还不满两个月。
此次出兵，公孙敖率部同出北地郡，按计划是分道行军，过黄河后霍去病部先向北，而公孙敖部先向西。然而，分道之后没有几天，公孙敖部就联系不上了。
“不管他了！”霍去病说：“我们按原定路线继续。”
“公孙将军应该是迷路了，”赵破奴说：“这一带的地图还是靠不住，向导也是。”
对方很干脆地回答他道：“指望地图和向导？那你就等着迷路吧！”
此次行军，霍去病这一部的路线，是在灵武附近渡过黄河，向北越过狼山再折而向西，然后涉过钧耆流沙，到居延海后沿弱水向南，直插弱水上游的浑邪王部。
为了方便读者查看地图，此处用现代语言翻译一下这些古地名：从西安出发，向西北方向行军，经过甘肃省的庆阳一带，也就是当时的北地郡，到宁夏的灵武过黄河，这一段总长七百多公里。然后沿黄河西岸向北，直到内蒙磴口县的狼山鸡鹿塞，这一段接近四百公里。由南向北穿过狼山后，进入巴丹吉林大沙漠，也就是钧耆流沙，向西一直到额济纳，也就是古时的居延泽，这一段大约是六百公里。从额济纳沿着黑河，也就是古时的弱水走一段，然后转而沿着其支流北大河，向南直插到酒泉，这一段是将近四百公里，最后从酒泉附近进入祁连山。可以看到，在进山之前一共要行军两千一百公里，是一个巨大的“几”字形！如果直着走的话，大约是一千三百公里，也就是说，迂回了整整八百公里！
那么，为何要搞这么大的迂回？为何不跟上次出兵同样路线？又为何要走大沙漠呢？
霍去病早就跟刘彻和卫青解释过了自己的想法：“若是还像上次那样自东向西奔袭过去，敌人必然会有所防备。如何才能够出其不意？只有自西往东打，才能够出其不意。为了实现这一点，就只有靠迂回，也就是向北绕道这一片沙漠。如此虽然要多走一千几百里，并且还是极其艰苦的沙漠地带，但是却能直插河西匈奴的后腰，而且沙漠里绝少有人游牧，也断绝了匈奴人通风报信的可能性。”
除了这个原因，还有一个他从未跟任何人说过、但在他心里同样重要的原因：“上一次我是从近处往远处打，从东面进又从东面出，这是最大的失误！是我给了敌人合兵一处的可能，最后才会被堵得那么结实！整整六千条人命啊……”
埋骨在皋兰山下的六千部下，是插在他心中的一把利刃，每每思极，痛彻心扉！虽然所有人都认为，河西第一战取得了不可思议的胜利，皋兰山下证明了汉军骑兵的阵战实力，打出了汉军骑兵的威武气势，但他自己却不是这么看的。这段时间以来，他一遍遍地反思着自己的失误之处，一遍遍地告诉自己：“像皋兰山下那样的胜利，是此生的第一次，也必须是最后一次了！从今往后，再也不可以打得如此惨烈了！”
所以在这次制定路线时，他的心里总是默念着：“我要从远处往近处打，绝不能走回头路，必须让他们没有时间反应，没有机会集结，没有可能再合兵把我堵住！”
过黄河之后向北的这一段（今银川平原以北），是六年前卫青打下来的，现在属于朔方郡，所以汉军行军到此，补给是没有问题的，而在出境之前，霍去病再次要求全体轻装，马匹的粟米带足，每人三百只箭矢带足，至于口粮还是只带十天的。他这次也算得很清楚，这些口粮主要是用于穿越大沙漠的，一旦找到了匈奴人，就靠吃匈奴人的了，毕竟根据上次的经验，匈奴人的牛羊还是“相当不错”的嘛！
而后在朔方郡的西北方，汉军穿过了狼山，这段出境的穿山峡谷（即后世的鸡鹿塞），正式宣告着行军的艰苦阶段开始了。这是一条土黄色的峡谷，地貌相当独特，地面上非石非沙，而是一层厚厚的黄土粉尘！哪怕是一骑驰过，都能扬起漫天的黄烟，何况现在是数万骑经过，弥漫的黄土完全是遮天蔽日，呛得人几乎无法喘气，更不要说开口讲话了。每个人从盔甲到战袍、从眉毛到胡须，全都成了统一的土黄色，用大家的话说就是“一人吃掉二斤土”。
不过吃土虽然艰苦了点，霍去病还是觉得挺知足的，因为峡谷里的这条河还是有水的，而且水量还不算小呢！斥候已经向他报告过，这是一条季节河，如果他们不是夏天来此，就只能见到干涸的河床了！没有水，那才是真正麻烦的事情。
穿过狼山之后，三万汉军就算是离开了汉境，与此同时，绵延数千里的大沙漠（今巴丹吉林沙漠），就在他们的面前展开了。
进入沙漠之后，眼中所见就极为单调了，一路相伴的只有头顶的骄阳，以及两侧连绵不断的巨大沙丘。此时夏至刚过，正是一年里最为暴晒的时候，每天都是烈日当头，清晨天亮得极早，而沙漠的地面被如火的骄阳燔灼半个上午之后，就已经滚烫不能行走了，所以他们每天的时间安排都调整过了：从巳时到酉时休息，夜间和一早一晚比较凉快的时间则用来行军。
虽然带的有水，但将令必须节约饮水，毕竟下一个水源不见得一定能够找到。实际上，每次来到一处水源地，霍去病都要暗自感叹造化的神奇，这片沙漠里的水是怎么来的，确实是一个令人感到不可思议的问题，天天如此暴晒，终年又不下雨，可是这片沙漠之中，又确实分布着湖泊和泉眼！虽说湖泊多为咸水，但泉水却一定是可以饮用的，站在高大的沙丘之上，几十里外的一棵树都能够清晰地望见，有树的地方就有水，水边往往会有一两户蓄养着骆驼的匈奴人。
如此行军了两天之后，赵破奴已然是忧心忡忡。这天太阳西坠，大军刚刚启程，他催马赶到了霍去病身边，忍不住开口相问：“将军，这片沙漠也不知道还有多远才能到头，咱们这么走下去，也不知道方向对不对……”
霍去病转过头来，他的嘴唇上也全是细小的裂口，脸色也黑了许多，这或许是由于缺水或者暴晒，但他眼睛里的道道红丝，分明就不是因为缺水或暴晒了，赵破奴只看了一眼，就不由得心里有点发紧，脸上也露出了担忧的神色。
对方没有理会他的神色，只是指了指前方的天空，说道：“方向没有错，居延泽就在那里，你看那片云。”
赵破奴抬眼望去，临近傍晚的天空仍然是一片湛蓝，其他地方没有一丝云彩，只是在西边的天际线上方，挂着不大的一朵白云。
只听霍去病说道：“你注意到没有，我们走了两天，天气很晴朗，别的位置基本上看不到云，但那个位置却一直有一片云，今天还比昨天更大了些，这说明了什么？”
赵破奴接不上话，霍去病自己说了下去：“什么是云？地气上而为云。那个位置有云，说明那个位置的地面上有水！而且不是一小片水，是一大片水！那会是哪里呢？只能是居延泽！”
居延泽？弱水的终点？难道真的就在那片云彩下面吗？赵破奴还是不敢全信，“地图上居延泽的方向可是不太一样啊……”
霍去病摇了摇头，“不能光指望地图，要用脑子！居延泽是什么？弱水咱们是亲眼见过的，水量并不算小，最后就是流进了居延泽，然后呢，不再流出了！你想想看，一个大湖只进不出，那么它的水都上哪儿去了？只能是就地蒸发了！这么大的蒸发量，这湖的上空还不该整天有云吗？”
赵破奴还是有点似懂非懂，霍去病不想再跟他啰嗦，招手叫过传令官来，“传我的令，可以解甲。”发完令后，他也把胸前铁甲的扣带松开，取下头盔放在了鞍前。
这支骑兵部队的大部分成员穿的都是皮质的轻甲，不过“刀尖”部分的成员，则必须是铁质的重甲。平时霍去病的要求是：凡是上阵重甲的人，在军营里就要重甲，必须完全适应这几十斤重量，他自己也不例外。当然，这种天气身着这么重的铁甲行军，也确实太难以忍耐了，好在此处绝无可能接敌，所以这几天他都传令行军时可以解甲，当然所谓“解甲”，也只是解开扣带而已，完全脱下来还是不可能的。
（注：江苏徐州楚王墓中出土的铁胄（头盔）重量为4.7公斤，铁甲衣的形制为扎甲，重量为17.5公斤；河北满城中山王墓出土的铁甲衣，形制为鱼鳞甲，重量为16.85公斤。楚王刘戊卒于公元前154年，中山靖王刘胜卒于公元前113年，河西之战发生于公元前121年，所以霍去病穿鱼鳞甲的可能性大一些，反正不管是哪一种，分量都是够重的了。）
又往前走了一会儿，赵破奴还是在自言自语，霍去病只得说道：“听我的没错，走吧！”
赵破奴还想问点什么，只见对方挥了挥手，“节省体力，少说废话！”
往后的行军中，赵破奴一直留意着那片云彩，令他惊异的是，那片云居然真的一直没有消失，而且面积居然真的越来越大了！两天后的下午，当西边半天都是白云的时候，前方的斥候传来了喜讯：“已经看到居延泽了！”