兵南下，等消息传到晋阳、军队整装出发时，敌军早已劫掠一空、扬长而去。为扭转这种被动局面，他多次上书刘邦，恳请将王都迁至更靠近边境的马邑（今山西朔州），以便快速响应战事。刘邦虽对韩王信仍有疑虑，但也深知边疆防御的重要性，最终批准了这一请求。韩王信随即率军进驻马邑，加固城防、训练士卒，日夜警惕着匈奴的动向。
然而，匈奴的攻势远比预想中猛烈。这年冬天，冒顿单于亲率数十万骑兵南下，铁蹄踏过冰封的草原，迅速包围了马邑。冒顿是匈奴历史上最雄才大略的单于，他曾以鸣镝射杀生父、统一草原各部，麾下骑兵皆为百战之师，战斗力极强。马邑城虽经韩王信加固，但面对数倍于己的敌军，很快陷入粮尽援绝的困境。韩王信一边组织军民死守城池，一边接连派使者向长安告急，同时为拖延时间，也暗中派人与冒顿谈判，希望能暂避兵锋。
消息传到长安，刘邦的猜忌瞬间被点燃。他认为韩王信暗中与匈奴勾结，否则为何一面求救、一面议和？盛怒之下，刘邦派使者疾驰马邑，严厉斥责韩王信“心怀二志”。韩王信本就因封地被迁而心怀不满，见刘邦不仅不发兵救援，反而无端指责，顿时又怕又怒——他深知刘邦猜忌心极重，若此次被定罪，必是死路一条。绝望之下，韩王信索性打开城门，向冒顿投降，并献出了马邑城，甚至主动请缨为匈奴向导，引兵南下攻打汉朝。
汉高祖七年（前200年）初，韩王信叛汉降匈的消息传到长安，刘邦震怒不已。在他看来，韩王信的背叛不仅是对自己的羞辱，更是对西汉王朝的公然挑衅。这位从泗水亭长一路打拼到九五之尊的帝王，骨子里仍带着草莽英雄的刚烈，当即决定亲率大军北伐，誓要将韩王信和匈奴联军一举击溃。于是，三十余万汉军精锐集结完毕，在刘邦的亲自统帅下，浩浩荡荡开赴太原。
起初，汉军的进展颇为顺利。在铜鞮（今山西沁县南），刘邦率军与韩王信的叛军展开激战，汉军凭借兵力优势大破敌军，韩王信仅带少数亲信仓皇逃窜，投奔匈奴。随后，刘邦乘胜追击，在晋阳与韩王信残部及匈奴援军再次交锋，又获大胜。接连的胜利让刘邦逐渐滋生了轻敌之心，他听闻匈奴主力屯驻在代谷（今山西繁峙西北），便想一鼓作气北上，彻底击溃匈奴，永绝边患。
为摸清敌情，刘邦先后派去十多批使者侦察匈奴虚实。冒顿单于何等精明，早已识破汉军的意图，故意将精锐骑兵藏匿起来，只在明面上留下老弱残兵和瘦马疲牛。使者们看到的皆是“不堪一击”的景象，
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