往匈奴王庭，传达他的旨意：要么匈奴单于亲自前来汉朝朝拜称臣，要么双方再次开战。
乌维单于见汉武帝态度坚决，既不敢轻易与汉朝开战，又不愿臣服，于是再次扣押了郭吉，并将其流放到北海（今贝加尔湖）。此后，乌维单于继续在漠北养精蓄锐，对汉朝的挑衅采取避而不战的策略。
在此后的数年里，匈奴多次派遣使者前往汉朝，假意恳求恢复和亲，试图麻痹汉朝。汉武帝为了摸清匈奴的真实意图，派熟悉匈奴风俗的王乌出使匈奴。王乌向乌维单于提出，若想恢复和亲，匈奴必须送太子到汉朝作为人质。乌维单于为了拖延时间，佯装接受这一条件，但却迟迟不送太子入汉。后来，他又派人前往汉朝，扬言乌维单于将亲自入朝拜见汉武帝，双方约为兄弟之国。汉武帝信以为真，特意在长安修建了豪华的单于邸，准备迎接乌维单于的到来。
然而，这只是乌维单于的又一个骗局。不久后，他便以匈奴使臣在汉朝意外死亡为由，扣押了汉朝使者路充国，并派小规模部队袭扰汉朝边塞。至此，汉匈之间的外交交涉彻底破裂，双方再次处于战争边缘。
元封六年（前105年），乌维单于去世，其子乌师庐单于即位，因他年纪尚轻，被称为“儿单于”。儿单于性情残暴，对汉朝采取了更为敌视的态度，汉匈关系进一步恶化。双方互相扣押使者，数量多达十多批，边境冲突也日益频繁。
太初元年（前104年），匈奴左大都尉因不满儿单于的残暴统治，暗中与汉朝联系，密谋弑杀儿单于，然后率部投降汉朝。汉武帝得知这一消息后，非常重视，认为这是削弱匈奴的大好时机。他命令公孙敖率领部队在塞外修筑了受降城（今内蒙古乌拉特中旗西北），准备接应左大都尉的投降。
太初二年（前103年），汉武帝觉得受降城距离匈奴单于庭仍然太远，担心接应不及时，于是又派赵破奴率领二万骑兵出击匈奴，前往浚稽山（今蒙古国戈壁阿尔泰山脉中段）一带迎接左大都尉。然而，就在左大都尉准备动手之际，他的计划被泄露，儿单于先发制人，将左大都尉诛杀。随后，儿单于派大军追击赵破奴率领的汉军。
赵破奴得知计划败露后，率军仓促南撤。在撤退至受降城外四百里处时，被匈奴大军包围。经过一番激战，汉军寡不敌众，最终全军覆没，赵破奴被俘。不过，就在匈奴军队准备乘胜进攻受降城时，儿单于却突然病死，匈奴军队不得不暂时撤退，受降城才得以保全。
儿单于死后，其叔父且鞮侯被拥立为
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