武帝知道这件事后，向卫青询问其故。卫青告之以实情。武帝听后，微微一笑，将宁乘调出长安，但升任他为东海（郡名。治郯城（在今山东郯城北）。）都尉。
匈奴那一边，伊稚斜单于得到赵信之后，知其熟悉汉廷，乃不可多得的人才，因而待他相当尊崇，不仅封其为自次王，还将自己的姐姐嫁给了他。获得了赵信的信任之后，伊稚斜单于便与其谋划：如何才能更好地对付汉朝。赵信直言不讳说刘彻英武，卫青、霍去病等将领又很有才能，时下又正是敌军锐气正盛的时候，不宜与之正面对抗。应当如汉人的兵书上所说的那样：避其锐气，击其惰归。伊稚斜单于越听越欢喜，问他具体当如何。
赵信建议单于率部向北迁徙，越过沙漠，示之以弱，以引诱汉军前来相攻，待对方疲惫之极时，再设法拦截攻取他们，但攻击时不要离汉廷的边塞太近了，以免反被对方咬住。如此可立于不败之地。伊稚斜单于欣喜地说，先生果然是上天派来助我的，便听从了他的计谋。
元狩元年，匈奴一万骑兵袭击上谷郡，杀害了数百人。待汉军准备反击时，他们拍马便走，远远地逃避了。
元狩二年春，少年将军霍去病的英名早已从长安传遍了全国，而霍仲孺就是他亲生父亲的消息则也是早从河东平阳起源，逐渐传到了他的耳朵里。起初，霍去病疑是有人恶作剧，戏弄于他，后来根据自己母亲的反应，他渐渐明白了，这消息可能并非空穴来风，无中生有，再后来，消息越传越盛的时候，有家人明确告诉他，霍仲孺就是他的亲生父亲。
霍去病又惊又喜。多年以来，他的梦里，时常出现一个模糊的、慈祥的影子，有好几次他还迷糊糊糊的，亲切而又深情地呼唤着，醒来后却依然怅然若失。也有好几次，他的母亲满怀愧疚地凝视着他，嘴巴动了动，但最后终究没有说出什么有关的信息。弄得霍去病那高高悬着的心又重重落下，满怀期盼亦转为好一阵惆怅。
如今，梦里的那个影子逐渐清晰了，心里的那个疑问豁然明朗了，霍去病怎能不激动呢？怎能不兴奋呢？正想提着大包小包去河东平阳走一遭呢？突然，紧急诏令传来了。霍去病无奈，只得急忙奔赴朝堂。作战的命令又下来了。这一次，霍去病官拜骠骑将军，领万骑出陇西，寻击匈奴。
汉军离了长安后，一路跋涉，距河东尚有数里之地时，太守已领人热情地迎上前来。寒暄一番后，河东太守请霍去病移驾平阳，稍息片刻。霍去病毫不犹豫地答应了，令部众就地驻扎。太守大喜，亲负弩矢，为霍去病开道。一进平阳传舍（驿站的客房，犹今之招待所），霍去病就迫不及待地遣一小吏前去恭请霍仲孺。不久，霍仲孺忐忑不安地来了。
霍去病端祥一番，满眼泪花，当即跪拜在地，恭敬地行大礼道：“去病不早自知为大人（父亲）遗体（言自身为父母所亲生）也。”霍仲孺又是激动又是愧疚，匍匐叩头道：“老臣得托命将军，此天力也。”霍去病慌忙道：“大人，言重了！快快请起，孩儿承受不起！”速将霍仲孺扶了起来，然后又跪拜在地，恭敬地行了一大礼。
热情招待霍仲孺完毕后，霍去病看向河东太守道：“军务在身，我不能在此多待。故而请太守帮我办一些事情。”太守道：“将军有甚要求，尽管提出。”霍去病令人取来自己的俸禄，也就是大量的金子，笑道：“田宅奴婢，何处可买，烦请太守为我的大人置办一二。”太守欣然应允。霍去病转头看向霍仲孺，说了一些保重身体之类的话后，便匆匆离去了……
霍去病部出陇西后，一路狂飙突进，过焉支山千余里，发动奇袭，击败休屠王，获得了祭天金人，斩杀和俘虏匈奴总计达八千余人。战果颇为辉煌。
凯旋时，霍去病再一次路过河东平阳，自然而然地再一次探望自己的父亲霍仲孺。这时，他的异母弟弟霍光已经十多岁了，骑马射箭，读书写字，皆不在话下。霍光仰视着霍去病，崇敬地问这问那。霍去病一一回复，见霍光聪明伶俐，乖巧可爱，也相当欢喜，便对霍仲孺说，弟弟资质绝佳，稍加雕琢，假以时日，必成大器。霍仲孺听了，欢喜得紧；霍光却是不形于色，但内心里还是很高兴的。霍去病又说，平阳地方太小，不是用武之地，便将霍光带到长安去了。后霍光先为郎官，继而升迁任左右曹（在内廷做秘书工作）、侍中（列候以下至郎中的加官，侍卫皇帝，切问近对。）。
此一役，武帝相当满意，便笑眯眯的将霍去病的食邑增封了二千二百户。