汉军士卒分散逃亡，回到边塞的有四百余人。 李陵最后战败投降的地方，距边塞仅百余里，边塞将领上奏汉武帝。汉武帝希望李陵死战，后来听说李陵投降，汉武帝大怒，责问陈步乐，步乐自杀。群臣都说李陵有罪，汉武帝问太史令司马迁。司马迁极力为李陵辩护说：“李陵是个大孝子，对士卒也讲信义，总是奋不顾身以救国家之急，一向有国士之风。如今一次举事不幸，那些窝在家里保全自己和妻子儿女的大臣，就墙倒众人推，指责别人的短处，这真是让人痛心!况且李陵只带了不到五千步兵，深入满是战马的匈奴腹地，抵挡数万敌军；匈奴被打得连救死扶伤都顾不过来，将全国所有能拉弓射箭的人全部调来围攻李陵。李陵率部转战千里，箭射光了，士兵们张着空弩，冒着敌人的白刃，还跟着他和敌人死战，这不正是说明他能得到士卒们的死力报效吗？就算古代的名将，也不过如此吧!他虽然身陷敌营，但是他的战绩也足以轰动天下。他之所以不死，是找机会再报效国家啊!”
汉武帝认为司马迁诬罔，是要诋毁贰师将军，为李陵游说，下令将司马迁处以宫刑。
