奴采取的一次最大规模的军事行动。此后，匈奴衰耗，边境少事。神爵元年（公元前61年），迫于汉朝的威力，匈奴日逐王归附汉朝，汉军占据了车师，将匈奴势力逐出西域，汉宣帝任用熟悉西域事务的郑吉担任西域第一任都护，兼护南北两道36国，确立了西汉对西域的政治统治。汉宣帝还将屯垦区扩大到了乌孙的赤谷城，进一步巩固了祖国的西北边疆。当乌孙内部发生动乱时，他派长期生活在乌孙、有丰富外交经验的冯缭为使节出使乌孙，排解了乌孙贵族内部的矛盾。甘露三年，匈奴呼韩邪单于入朝汉宣帝，表示归服西汉中央政府，汉宣帝隆重接待，并举行有数万少数民族参加的盛会，来显示西汉王朝民族间的团结，给呼韩邪单于以深刻影响。宣帝又派兵护送呼韩邪单于到光禄塞下，资助谷米数万石。从此，汉匈之间结束了长达150多年的战争状态，建立了匈奴呼韩邪政权对西汉王朝在政治上的隶属关系，同时也密切了塞北各族与中原地区的汉族在政治、经济、文化上的联系。宣帝以后数世，北方边境不见烽火之警，牛马布野，人民蕃盛，一片和平景象。神爵元年（公元前61年），汉宣帝派名将赵充国率兵平息了西羌族的叛乱，并留兵屯田湟中，置金城属国管理归附的羌族各部落，加强了西汉中央政府对西羌的控制。

    黄龙元年（公元前49年），宣帝逝世，终年42岁，谥号“孝宣皇帝”。子刘奭继位为元帝。