屈牦被腰斩，李广利妻被下狱。此时李广利正在乘胜追击，听到消息恐遭祸，欲再击匈奴取得胜利，以期汉武帝饶其不死。但是兵败，李广利只得投降匈奴。以上种种打击使汉武帝心灰意冷，对自己过去的所作所为颇有悔意。前89年，桑弘羊等人上书汉武帝，建议在轮台（今新疆维吾尔自治区轮台县）戍兵以备匈奴，汉武帝驳回桑等人的建议，下诏反思自己，又称“当今务在禁苛暴，止擅赋，力本农。修马政复令以补缺，毋乏武备而已”，史称“轮台罪己诏”。