西汉时期，公元前60年左右，匈奴虚闾权渠单于死，引起内部分裂，先后出现五单于争立的情况，混战不断，最后发展为呼韩邪单于和郅支单于的相互攻伐。郅支单于曾击败大宛、乌孙等国，强迫四方各族进贡，威震西域，一度领导了匈奴的短暂复兴。前36年，被西汉远征军甘延寿、陈汤等人诛灭。

五单于争立

主词条：西祁王之战、田广明等六路击匈奴之战、西汉三路击匈奴之战、瓯脱王之战、犁污王之战、陈汤灭郅支单于之战

公元前60年左右，匈奴虚闾权渠单于死，引起内部分裂，先后出现五单于争立的情况，混战不断，最后发展为呼韩邪单于和郅支单于的相互攻伐。

前58年，匈奴东部姑夕王等人共立虚闾权渠单于子稽侯栅，是为呼韩邪单于。呼韩邪单于击败握衍朐鞮单于，握衍朐鞮自杀身亡；都隆奇等人共立日逐王薄胥堂，是为屠耆单于，击败呼韩邪；此时呼揭王自立，是为呼揭单于；右奥鞮王自立，是为车犁单于；乌籍都尉亦自立，是为乌籍单于，从而形成了“五单于争立”的局面。屠耆单于先后攻击乌籍、车犁，乌籍、车犁皆败走西北，与呼揭合兵，呼揭、乌籍皆去单于称号，拥车犁为单于，为屠耆所败。呼韩邪乘机进攻，屠耆大败自杀，车犁也率部投降。

不久，呼韩邪兄呼屠吾斯自立，是为郅支单于，居东边；屠耆从弟休旬王也自立，是为闰振单于。前54年，闰振率军东击郅支，兵败被杀。郅支乘胜击败呼韩邪，据漠北王庭。公元前53年，呼韩邪单于南下归降附汉，匈奴遂首次分裂。前36年，西汉为了清除匈奴在西域的影响，西域都护甘延寿、陈汤远征康居的郅支单于并击杀之。

东汉都护南匈奴

46年前后，匈奴国内发生严重的自然灾害，人畜饥疫，死亡大半。而统治阶级因争权夺利，再次发生分裂。48年，匈奴南边八部族人共议立呼韩邪单于之孙日逐王比为单于，是为醢落尸逐鞮单于，蒲奴单于分庭抗礼，匈奴分裂为两部：醢落尸逐鞮单于率4万多人南下附汉称臣，称为南匈奴，汉庭将南匈奴安置在河套。次年，迁庭于美稷县（今内蒙古准格尔旗西北），即“南庭”，汉朝置使匈奴中郎将率兵保护其安全。而留居漠北的称为北匈奴。

东汉伐北匈奴及争夺西域

主词条：天山之战

留居漠北的北匈奴，连年遭受严重天灾，又受到汉朝、南匈奴、乌桓、鲜卑的攻击，退居漠北后社会经济极度萎缩，力量大大削弱，多次遣使向东汉请求和亲。其一怕东汉北伐，其二想挑拨破坏东汉与南匈奴的关系；其三想在西域抬高自己声望，其四想通过和亲与东汉互市交换所需物资。东汉政府没有答应和亲，仅同意双方人民互市。北匈奴从65年至72年不断入侵东汉渔阳至河西走廊北部边塞，随着东汉的政治稳定和经济得到恢复发展，国力增强，开始了征伐北匈奴的战争。

汉明帝永平十五年（公元72年）十一月，北匈奴侵袭河西，明帝决定发兵进攻北匈奴。次年二月，东汉政府大发边军，并联合属国南匈奴、卢水羌胡、乌桓、鲜卑共数万人，分4路出击：谒者仆射祭彤与度辽将军吴棠出高阙寨（今内蒙古杭锦后旗），进袭涿邪山（今阿尔泰山东）的北匈奴皋林温禺犊王；奉车都尉窦固及骑都尉耿忠出酒泉塞（今甘肃酒泉），进击白山（今新疆天山）；驸马都尉耿秉与骑都尉秦彭出张掖居延塞，向三木楼山方向进攻；骑都尉来苗与护乌桓校尉文穆出平城塞（今山西大同），向匈奴水（今内蒙古翕金河）方向进击。四路军中，窦固（？～公元88年）、耿忠一路战绩最佳。二人率酒泉、敦煌、张掖甲卒及卢水羌胡1.2万骑兵出塞后，长驱天山，击败北匈奴呼衍王部，斩杀千余人，随后又追击至蒲类海（今新疆巴里坤湖），攻占伊吾卢城（今新疆哈密西），在这里设置宜禾都尉，留驻吏卒屯田，然后返回。其余三路均因北匈奴远遁无功而还。

73年二月东汉派窦固等四路大军出击，占据伊吾卢城（今新疆哈密）。永平十七年（公元74年），窦固二次兵伐天山，在蒲类海击破白山部匈奴，进而前至车师，复置西域都护，戊己校尉，恢复了汉与西域的交通。这次东汉四路大军出击，虽未消灭北匈奴的主力，但是重新打通了西域，实现了斩断匈奴右臂的目的。同年，派班超通西域南路鄯善国，75年汉匈之间对西域展开了一场争夺战，耿恭在北匈奴杀死车师后王安得后，从金满城退却到疏勒城，一直坚守到76年。新即位的汉章帝刘炟派酒泉太守秦彭、谒者王蒙、皇甫援征集张掖、酒泉、敦煌三郡的士兵以及鄯善国士兵共7000余人增援西域，在交河城大败车师前部军队，然后范羌说服王蒙，抽了两千人马，翻越天山，救援孤守山北疏勒城的耿恭部。因为那时候汉明帝崩，汉章帝刚即位，中原大旱，人民负担太重，暂时把军队都退出戊己校尉部。

83年至85年北匈奴人先后有七十三批南下降汉，加上南匈奴攻击，北匈奴力量大大削弱。

87年，鲜卑从东部猛攻北匈奴，大破之，杀死优留单于。

东汉破北匈奴

主词条：稽落山之战、伊吾之战、河云北之战、金微山之战

优留单于死后，北匈奴大乱。漠北又发生蝗灾，人民饥馑，内部冲突不断，北匈奴内部危机连连。东汉乘此时机，于89年到91年与南匈奴联合夹击北匈奴。

89年（东汉永元元年）夏六月开始，窦宪、耿秉率军与属国南匈奴军队在涿邪山会合（今蒙古国满达勒戈壁附近），与北单于战于稽落山（今蒙古国额布根山），北单于大败逃走，汉军追击，俘杀一万三千余人，北匈奴先后有二十余万人归附。班固和窦宪、耿秉登燕然山（今蒙古国杭爱山）刻石纪功而还（班固燕然勒功）。再出击北匈奴，北单于受伤逃走。91年耿夔率领东汉大军又出击金微山（今阿尔泰山）大败北匈奴军，北单于被迫其西迁，率残部西逃乌孙与康居。

东汉都护北匈奴

主词条：窦宪、任尚等追杀北匈奴单于之战、逢侯

金微山之战后，北单于震慑，屏气蒙毡，遁走于乌孙之地，而漠北空矣。北匈奴单于不知所踪，其弟右谷蠡王於除鞬自立为北匈奴单于，在蒲类海“款塞乞降”。蒲类海，毗邻东汉的伊吾。窦宪利用这一时机“遂复更立北虏，反其故庭，并恩两护”，以耿夔为中郎将，赐授印玺，持节卫护之，如南单于故事。并命中郎将任尚持符节护卫，屯驻伊吾。方欲辅归北庭，既闻窦宪死，逐率其众北还。和帝派将兵任尚、王辅等人追杀北匈奴於除鞬单于。

西域争夺战

94年，南匈奴亭独尸逐侯鞮单于立。新降的北匈奴部众对亭独尸逐侯鞮单于不服，在同年，十五部二十几万人皆叛变，胁迫前单于屯屠何之子奥鞬日逐王逢侯为单于，匈奴再次分裂，东汉派遣大军以及属国乌桓、鲜卑兵共四万人大败逢侯单于，逢侯遂率众出塞，汉军追赶不及。

107年，逢侯趁东汉放弃西域之际，控制西域，胁迫诸国共同搔扰东汉边塞。

118年，逢侯被鲜卑击败，率领百余人投靠东汉。

119年，北匈奴攻陷了伊吾，杀死了汉将索班。为了对付西域的北匈奴，东汉朝廷于124年任命班勇为西域长史，屯兵柳中。班勇随后发步骑万余人，击走北匈奴伊蠡王于伊和谷。126年，班勇击败北匈奴呼衍王，呼衍王逃走，其部下2万余人皆降。呼衍王于是迁居到枯梧河上。

在班勇离职后，北匈奴势力又重新抬头，汉将斐岑于137年率军击毙北匈奴呼衍王于巴里坤。

151年，呼衍王率三千余骑寇伊吾，伊吾司马毛恺遣吏兵五百人于蒲类海东与呼衍王战，悉为所没，呼衍王遂攻伊吾屯城。夏，遣敦煌太守司马达将敦煌、酒泉，张掖属国吏士四千余人救之，出塞至蒲类海，呼衍王闻而引去，汉军无功而还。

后来，北匈奴余部10余万人与拓跋鲜卑融合（10万余落自号“鲜卑”）。亦有学者认为，拓跋本身可能就是自号“鲜卑”的北匈奴”。

2018年7月至8月底，中国人民大学北方民族考古研究所与蒙古国国立民族博物馆研究人员组成的联合考古队，通过对蒙古国艾尔根敖包墓地的考古发掘，首次确定了蒙古国境内的鲜卑文化遗存。在对艾尔根敖包墓地进行考古发掘的基础上，考古学者对鲜卑人群中的拓跋鲜卑的迁徙路线也有了新的认知。

魏坚教授介绍，这批墓葬大多带有浓厚的鲜卑文化因素，有可能受到鲜卑文化影响，同时又带有匈奴文化和汉文化的因素。墓地中所发现的地表有“凸”字形封堆，带墓道的洞室墓以及竖穴偏洞室墓和竖穴竖洞室墓的做法，与匈奴时期墓葬遗存的结构不同，有别于早期鲜卑墓葬文化遗存。从出土物质文化内涵上分析，这些墓葬偏匈奴文化的因素比较多。奥德巴特尔分析，此处墓葬结构与分布在中国内蒙古乌兰察布市察右中旗的七郎山鲜卑墓颇有相似之处。从出土遗物及体质人类学的研究成果看，该墓地中有些个体的体貌特征与中国内蒙古乌兰察布市察右中旗的七郎山鲜卑人群的体貌特征相符。

同时奥德巴特尔还表示，从目前研究来看，艾尔根敖包墓地的鲜卑人群在此处生活过200年左右。目前，在这片墓地中共发现了112座墓葬，共发掘14座，从墓葬规模看大约有30%-40%属于贵族墓葬。为了证实“原游牧于蒙古国艾尔根敖包的鲜卑人群可能向南迁徙至了中国内蒙古七郎山地区”的猜测及复原鲜卑人群西迁路线还需要更多的田野调查去证实。

通过这次对艾尔根敖包墓地的发掘，魏坚教授认为，拓跋鲜卑之一部很可能一路向西，穿越蒙古国西部的肯特山地区，进入鄂尔浑河流域且该区域地貌特征与历史记载比较相符；亦或是匈奴逐渐西迁，鲜卑“尽占匈奴故地”后，留在当地的“十余万落，自号鲜卑”的匈奴余部，所以兼有鲜卑和匈奴，以及汉文化的因素；而艾尔根敖包墓地正是拓跋鲜卑“尽占匈奴故地”途中留下的遗存，其在文化内涵上体现了明显的承上启下的特征。

根据最新的分子人类学检验，拓跋氏可能就是北匈奴部众的自号“鲜卑”者。北魏宗室元威遗骨的遗传类型为 C3b1a1a1-F1756。基于当代人的遗传调查显示 C3b-F1756 主要分布于北方草原地区，如在哈萨克斯坦的哈萨克人占 11.11%，内蒙古海拉尔的蒙古人中占 9.26%，在俄罗斯阿尔泰共和国的阿勒泰人中占 12.50%，铁列乌特人中占 9.09%。考虑到拓跋鲜卑文化中的外贝加尔匈奴文化的因素，结合体质人类学界对完工、扎赉诺尔墓地出土人骨的研究（完工居民具有蒙古人种北极类型特征，扎赉诺尔居民更具有蒙古人种北亚类型特征）以及北魏帝室十姓中的高车姓氏，郑君雷认为拓跋起源地靠近高车分布的贝加尔湖地区，之后南迁到达呼伦贝尔一带。因此，复旦大学学者韩昇和蒙海亮认为“嘎仙洞”不大可能是拓跋部发源地，拓跋部的兴起与北亚人群从外贝加尔地区南下呼伦湖的迁徙有关。也就是说，拓跋氏不是东胡或鲜卑。

北匈奴在西域遭到汉朝的反击，已无法立足，大约在160年左右，北匈奴的一部分又开始了西迁，来到了锡尔河流域的康居国。至于北匈奴人在康居的活动，因为缺乏史料记载，就不得而知了（关于北匈奴西迁方向的各种观点，参见“北匈奴西迁”词条）。