單於既得陵，素聞其家聲，及戰又壯，乃以其女妻陵而貴之。漢聞，族陵母老婆。自是以後，李氏名敗，而隴西之士居門下者皆用為恥焉。
及孝景初立，廣為隴西都尉，徙為騎郎將。吳楚軍時，廣為驍騎都尉，從太尉亞夫擊吳楚軍，取旗，顯功名昌邑下。以梁王授廣將軍印，還，賞不可。徙為上穀太守，匈奴日以合戰。典屬國公孫昆邪為上泣曰：“李廣才華，天下無雙，自大其能，數與虜敵戰，恐亡之。”於是乃徙為上郡太守。後廣轉為邊郡太守，徙上郡。嘗為隴西、北地、雁門、代郡、雲中太守，皆以力戰為名。
頃之，家居數歲。廣家與故潁陰侯孫屏野居藍田南山中射獵。嘗夜從一騎出，從人田間飲。還至霸陵亭，霸陵尉醉，嗬止廣。廣騎曰：“故李將軍。”尉曰：“今將軍尚不得夜行，何乃故也！”止廣宿亭下。居無何，匈奴入殺遼西太守，敗韓將軍，後韓將軍徙右北平。於是天子乃召拜廣為右北平太守。廣即請霸陵尉與俱，至軍而斬之。
數歲，天漢二年秋，貳師將軍李廣利將三萬騎擊匈奴右賢王於祁連天山，而使陵將其射士步兵五千人出居延北可千餘裡，欲以分匈奴兵，毋令專走貳師也。陵既至期還，而單於以兵八萬圍擊陵軍。陵軍五千人，兵矢既儘，士死者過半，而所殺傷匈奴亦萬餘人。且引且戰，連鬥八日，還未到居延百餘裡，匈奴遮狹絕道，陵食乏而救兵不到，虜急擊招降陵。陵曰：“無臉孔報陛下。”遂降匈奴。其兵儘冇，餘亡散得歸漢者四百餘人。
廣既從大將軍青擊匈奴，既出塞，青捕虜知單於所居，乃自以精兵走之，而令廣並於右將軍軍，出東道。東道少回遠，而雄師行水草少，其勢不屯行。廣自請曰：“臣部為前將軍，今大將軍乃徙令臣出東道，且臣結髮而與匈奴戰，今乃一恰當單於，臣願居前，先死單於。”大將軍青亦陰受上誡，覺得李廣老，不偶，毋令當單於，恐不得所欲。而是時公孫敖新失侯，為中將軍從大將軍，大將軍亦欲使敖與俱當單於，故徙前將軍廣。廣時知之，固自辭於大將軍。大將軍不聽，令長史封書與廣之莫府，曰：“急詣部，如書。”廣不謝大將軍而起行，意甚慍怒而就部，引兵與右將軍食其合軍出東道。軍亡導，或失道，後大將軍。大將軍與單於接戰，單於遁走，弗能得而還。南絕幕，遇前將軍、右將軍。廣已見大將軍，還入軍。大將軍使長史持糒醪遺廣，因問廣、食其失道狀，青欲上書報天子軍盤曲。廣未對，大將軍使長史急責廣之幕府對簿。廣曰：“諸校尉無罪，乃我自失道。吾今自上簿。”