漢武帝特意命令參戰的公孫敖，讓他趁機把李陵接回來，隻可惜公孫敖和左賢王交戰不利隻得撤回。
他回來之後對漢武帝說，他們抓回來的俘虜說，有一個叫李少卿的在教單於用兵之法，防備漢軍，所以他才無功而返。
被俘和投降是有本質區彆的，在漢朝投降和謀反同罪，所有直係親屬無論男女老少都要被族誅。
劉徹聽聞暴怒，投降是分幾種的，主動投降，戰敗被俘，被俘不降，主動投降零容忍，但是劉徹對後兩個還是能容忍的，當年霍去病的副將趙坡如就是戰敗被俘，劉徹並沒有殺他的家人，後來趙坡如偷偷跑回漢朝，劉徹雖然沒有在重用他，但是也沒把他怎麼樣。
李陵開始是屬於第二種戰敗被俘，劉徹也沒把他全家怎麼樣，隻是關押，親自聽匈奴俘虜說了過後，他確定了李陵不是被俘，而是投降叛國所以才一怒之下殺了李氏全族。
公元前97年十一月份，李陵全族被處死。
既然漢武帝從俘虜的口中得到了證實，證實了李陵是投敵了，那麼司馬遷之前為李陵的辯解就成了笑話。
司馬遷先是舉薦了李陵，後又為其開脫，被判無罔罪，無罔罪是屬於**的，這個罪名可以選擇宮刑免死。
司馬遷說，為了史記他選擇宮刑免於死罪，最終司馬遷被處以宮刑。
後來漢使在匈奴麵見李陵才把事情真相弄清楚，在李陵投降的同一時期，有一個叫李緒的給匈奴單於出謀劃策，巧合的是，李陵的字叫少卿，李緒的字也叫少卿，劉徹誤會了他。
李陵正式投降之後，單於把女兒嫁給了他，封他做右校王。
公元前90年，在李陵投降匈奴九年之後，漢武帝最後一次大規模的進攻匈奴，李陵率軍參與了對抗漢軍的**。
李陵在匈奴一共生活了二十五年，他在這幾十年的時間裡所有的記載都和蘇武有關。
蘇武是在公元前100年帶軍出使匈奴被匈奴扣留。
匈奴企圖逼迫蘇武投降，用了各種方法折磨他，利用他父母子女威脅，但是蘇武始終沒有屈服。
單於也讓李陵去勸降蘇武投降，他曾對蘇武說，“單於是真心帶你，反正你也回不到漢朝了，你的信義也沒有人知道，還要堅持不投降，那不是白白受苦嗎？你的兄弟母親都已經**，你的妻子已經改嫁，你的子女也不知死活，現在皇帝年紀大了，經常有大臣**，你還在堅持是為了誰。”
李陵反複勸說，蘇武還是沒有屈服，蘇武在匈奴堅守本心十九年，蒼天沒有放棄他，大漢也沒有放棄他。
公元前81年最終被