消息傳到漢朝後，漢武帝劉徹大怒，覺得這是壹件奇恥大辱。他決定出兵攻打大灣，為自己報仇。
這時候，深受漢武帝喜愛的李夫人的哥哥李廣利就成了率軍的首選，因為漢武帝想通過李廣利討伐大宛，樹立李夫人兄弟姐妹的威信。因此，漢武帝撥出六千精銳騎兵，數萬士卒。在李光禮的指揮下，進軍西域，攻克大灣。
然而，以梁武帝為首的達汗王朝打錯了如意算盤。由於中原離大宛路途遙遠，沿途沒有西方國家外援的協調，李光禮率領大批士卒，造成後勤補給的極大困難。由於沙漠環境惡劣，長期缺衣少食，大部分工作人員成批死亡。部隊到了大灣，十字軍減員嚴重，士氣低落，很快就被打敗了。當我們回到敦煌，只剩下12人。
皇帝劉徹對他令人失望的妹夫李廣利非常生氣。他認為他的失敗是壹個巨大的恥辱，他迫不及待地想被殺死，然後才感到報復。李廣利知道漢武帝想殺他，就和他的妹妹李夫人商量，有機會把事情的原委說清楚。李廣利寫信給梁武帝報告失敗的原因，說:“士兵不戰而餓。”換句話說，這場戰爭失敗的主要原因不是士兵不能打仗，而是路途太長，糧草無法供應，大部分士兵餓死，導致失敗。
漢武帝仔細考慮了李廣利的報告，認為他說的也很有道理，於是決定不殺他。與此同時，壹向以兵贖罪的梁武帝心中卻另有打算:壹方面，他決定再次攻克大灣，帶足糧草，協調與沿途西域各國的關系；另壹方面，他開始在西域設置校尉，負責組織官兵“耕田積谷”，為征伐的軍隊和過往的漢使提供後勤保障。
李廣利“兵不戰而餓”的報告和對大灣的慘敗，是古代新疆歸屬中央和中央在新疆實施屯墾戍邊戰略的主要因素和出發點。
公元前101年，漢武帝開始在西域曲裏耕田。漢昭帝年間，運河的耕田進壹步擴展到相鄰的輪臺，還增加了義勛耕地。漢武帝宣帝為了完成統壹西域的大業，開始在車市前區開墾土地。公元前60年統壹西域後，漢朝在輪臺建立西域都護府，任命鄭績為第壹任都護府，並先後在北徐渠和顧遲定田。此後逐漸掀起了西漢對西域的開墾和管理的高潮，為以後西域歸屬中央奠定了基礎。