白登之围的起因：韩王信与匈奴交战，败多胜少。公元前201年(汉高祖六年)秋季，冒顿单于亲率军队，以10万铁骑围攻马邑，韩王信只得多次派使者与匈奴求和。
刘邦怀疑韩王信暗通匈奴，致书责备韩王信，韩王信担心会被诛，便与匈奴约定共同攻汉，以马邑之地请降。随后韩王信与匈奴挥师南下，进入雁门关，攻下太原郡。
白登之围的过程：
首战告捷
公元前200年(汉高祖七年)冬季，汉高祖刘邦亲率32万大军，出征匈奴，同时镇压韩王信叛乱。随行的主要谋士是陈平、娄敬，将领有樊哙、夏侯婴、周勃等。
汉军进入太原郡后，连连取胜，特别是铜鞮(今山西省沁县一带)一战，大获全胜，使韩王信军队遭到重大伤亡，其部下将领王喜被汉军杀死，韩王信逃奔匈奴。韩王信的将领白土人曼丘臣、王黄等拥立战国时赵国后代赵利为王，聚集韩王信的残兵败将，准备再次与匈奴合谋攻汉。
冒顿单于派左、右贤王各带兵一万多骑与王黄等屯兵广武(山西省代县西南阳明堡镇)以南至晋阳一带，企图阻挡汉军北进。汉军乘胜追击，在晋阳打败了韩王信与匈奴的联军，乘胜追至离石(今山西省吕梁市离石区)，再次击败韩王信与匈奴的联军。匈奴再次在楼烦西北集结兵力，被汉骑兵部队击溃。
轻敌冒进
由于汉军节节胜利，产生了麻痹轻敌的思想。刘邦到达晋阳后，听说匈奴驻兵于代谷(今山西省繁峙县至原平市一代)，于是先派人侦察冒顿虚实。而冒顿将其精锐士兵、肥壮牛马等隐藏起来，只显露出年老弱小的士兵和瘦弱的牲畜，派去的使臣十余批回来都说匈奴可以攻击。刘邦派刘敬(娄敬)再去出使匈奴，他回来报告说：“两国交兵，这时该炫耀显示自己的长处才是。现在我去那里，只看到瘦弱的牲畜和老弱的士兵，这一定是故意显露自己的短处，而埋伏奇兵来争取胜利。我以为匈奴是不能攻打的。”这时汉朝军队已经越过了句注山，二十万大军已经出征。刘邦听了刘敬的话非常恼怒，骂刘敬道：“齐国孬种!凭着两片嘴捞得官做，现在竟敢胡言乱语阻碍我的大军。”就用镣铐把刘敬拘禁起来押在广武县，准备凯旋后进行处罚。
被围白登
刘邦率骑兵先到达平城(今山西省大同市)，此时汉军步兵还未完全赶到。冒顿单于见汉兵蜂拥赶来，在白登山设下埋伏。
刘邦带领兵马一进入包围圈，冒顿单于马上指挥40万匈奴大军，截住汉军步兵，将刘邦的兵马围困在白登山，使汉军内无粮草、外无援兵，不能相救。刘邦发现被包围后，组织突围，经过几次激烈战斗，也没有突围出去。之后，冒顿率领骑兵从四面进行围攻：匈奴骑兵西面的是清一色白马，东面是一色青马，北面是一色黑马，南面是一色红马，企图将汉军冲散。结果，双方损失很大，一直相持不下。
此时正值隆冬季节，气候严寒，汉军士兵不习惯北方生活，冻伤很多人，其中冻掉手指头的就有十之二、三。匈奴围困了七天七夜，也没有占领白登。
遁出脱围
汉军在被围了七天后，粮食也快吃完了，饥寒交迫，危在旦夕。陈平看到冒顿单于对新得的阏氏(单于的妻妾)十分宠爱，朝夕不离。这次在山下扎营，经常和阏氏一起骑马出出进进，浅笑低语，情深意笃。于是陈平向刘邦献计，想从阏氏身上打主意。刘邦采用陈平之计，派遣使臣，乘雾下山向阏氏献上了许多的金银珠宝。
于是阏氏就对冒顿单于说：“军中得到消息说，汉朝有几十万大军前来救援，只怕明天就会赶到了。”单于问：“有这样的事?”阏氏回答说：“汉、匈两主不应该互相逼迫得太厉害，现在汉朝皇帝被困在山上，汉人怎么肯就此罢休?自然会拼命相救的。就算你打败了汉人，夺取了他们的城地，也可能会因水土不服，无法长住。万一灭不了汉帝，等救兵一到，内外夹攻，那样我们就不能共享安乐了。”冒顿单于问：“那怎么办呢?”阏氏说：“汉帝被围了七天，军中没有什么慌乱，想必是有神灵在相助，虽有危险但最终会平安无事的。你又何必违背天命，非得将他赶尽杀绝呢?不如放他一条生路，以免以后有什么灾难降临到咱们头上。”
冒顿单于本来与韩王信的部下王黄和赵利约定了会师的日期，但他们的军队没有按时前来，冒顿单于怀疑他们同汉军有勾结，就采纳了阏氏的建议，打开包围圈的一角，让汉军撤出。当天正值天气出现大雾，汉军拉满弓安上箭，从已经解除包围的一角慢慢地走出，才得以脱险。