單于的妻妾、太子、手下的名王等，率領部下負隅頑抗，但終究迴天無術，只得隨郅支去黃泉相會，共計被聯軍斬殺一千五百一十八人，活捉一百四十五人，還有一千多人放下武器投降。
這次遠離漢帝國萬里之外的征戰，終於塵埃落定。
陳湯終於實現了他建立奇功偉業的抱負，這次驚天動地的萬里遠征，將永載入史冊，它見證了大漢帝國的偉大與強悍，這次偉大的遠征，創造了許多漢帝國戰爭史之最。
這是距漢帝國本土最遠的一次征戰。
這是漢匈戰爭一百六十多年來第一次擊殺匈奴單于。
這次大規模的作戰沒有耗費漢帝國一錢一糧。
這也很可能是漢軍惟一一次與羅馬軍人交鋒，如果德效騫的說法正確的話。
這次偉大的勝利，造就了陳湯千古不朽的英名。
同時，陳湯在上皇帝書中，慨然說了一句千古不朽的豪言壯語：“犯強漢者，雖遠必誅！”
在上書中，陳湯寫道：“臣聽說天下大義，莫過於一統。昔有堯舜，今有強漢。匈奴呼韓邪單于已經北面稱臣，唯郅支單于叛逆，沒有受到嚴懲，躲在偏遠的西部，以為強漢無法使其臣服。郅支單于殘酷禍害百姓，罪行滔天。臣甘延壽、陳湯率領義兵，替天行道，誅殺此賊，有賴皇帝陛下神靈相佑，仰仗天時地利，衝鋒陷陣，力克敵軍，斬下郅支單于與匈奴名王首級，呈獻予朝庭。臣以為當將郅支首級懸首蒿街（蒿街為長安居住外國人的地方），以向外國僑民戒示，並向萬里之遙的國家莊重申明：犯強漢者，雖遠必誅！！！”
“犯強漢者，雖遠必誅！”
這是中國歷史上的最強音，最豪邁、慷慨、激昂、雄壯的一句話，二千年後，依舊聞之令人熱血沸騰，依然鏗鏘作響、擲地有聲。只要一天地球還有人類，地球還有中國，這個不朽之聲音將永遠迴盪——“漢強漢者，雖遠必誅！”一個傲然挺立於地球之上的偉大國家，就是有這種凜然不可侵犯的氣勢。
然而，陳湯的命運卻是一波三折。
迎接陳湯與甘延壽歸來的，不是鮮花與掌聲，而是一群來勢洶洶、準備將甘延壽與陳湯捕拿歸案的吏士。
這是怎麼回事呢？
這裡牽扯到朝庭中最有權勢的兩個人：中書令石顯與宰相匡衡。石顯是權傾朝野的宦官，因為甘延壽以勇武受到皇帝的寵幸，所以石顯想將姐姐嫁給甘延壽，但甘延壽拒絕了，石顯便懷恨在心。宰相匡衡是個儒學分子，滿腦子迂腐不堪的思想，宣帝劉詢曾告戒兒子，不可任用儒學分子，元帝繼位後，將父親的忠告拋到腦後。班固在《漢書》中評價匡衡等一幫儒學分子非常客觀地寫道：“皆持祿保位，被阿諂之譏，彼以古人之跡見繩，烏能勝其任乎！”
匡衡就是這個一個小儒，看不到陳湯、甘延壽的齊天之功，只看到陳湯擅自矯制出兵，目無君上，罪大惡極。而且在這個時候，陳湯還被抓到一個把柄：私吞了一部分戰利品。
這樣，一道逮捕令發出了。
陳湯大怒，上書皇帝：“臣與諸吏士共誅滅郅支單于，幸得擒滅，萬里振旅，不僅沒有使者迎接犒勞，反而要將我等逮捕審查，這豈不是為郅支復仇？”
還好元帝沒有昏庸到極點，趕緊撤消逮捕令，命令沿途各郡縣以酒食款待甘延壽、陳湯的隊伍。
到了京城後，元帝讓大臣討論對甘延壽、陳湯行賞。石顯與匡衡又跳出來極力反對，說“甘、陳二人擅自矯制興師，沒有處死就是格外開恩了，如果再加功進爵，恐的以後的使者都會學他們，到時為國家招來很多麻煩，這個風氣開不得！”
元帝本來性格軟弱，心裡頗讚賞陳湯與甘延壽的功業，但又礙於匡衡、石顯的反對，所以這事久拖不決。
這時皇親國戚劉向站出來說話了：“甘延壽、陳湯出生死、入絕域，斬郅支之首，縣旌萬里之外，揚威崑山之西，掃谷吉之恥，立昭明之功，萬夷懾伏，莫不懼震，立千載之功，建萬世之安，群臣之勳莫大焉。”
劉向又將甘、陳二人的與李廣早徵大宛、常惠以烏孫擊匈奴、鄭吉降伏日逐王相比較，此三人皆在西域建功立業封侯，劉向認為甘延壽、陳湯之過不及李廣利，而功績遠勝於常惠、鄭吉，所以應該“除過勿治，尊寵爵位，以勸有功。”
最後元帝下定決心，表彰甘延壽、陳湯的功業，在詔書中，元帝稱道：“內不煩一夫之役，不開府庫之臧，因敵之糧以贍軍用，立功萬里之外，威震百蠻，名顯四海。”下令賜封甘延