事实上，李陵的兵败跟投降都不是自己内心的本愿，而是因为政敌的旁观跟诋毁。要想了解李陵兵败、投降的原因，不妨先了解一下李陵参与的这场战争。天汉二年，武帝发起对匈奴的攻击。命贰师将军李广利率领三万骑兵从酒泉出发到天山攻击匈奴右贤王的部队。同时命李陵为贰师将军辎重（运送军用物资），年轻的李陵根据当时的情况，提出了与其为二师将军辎重，不如让自己率领5000精兵到匈奴的兰干山去分散敌人的兵力，以保证主力部队贰师将军的胜利。武帝认为李陵很有卓见、胆识，答应李陵的请求，并派强弩都尉路博德率领部队从后面支援李陵。
李陵确实是吸引了匈奴的兵力，但令他没想到的是匈奴居然派出了十多万大军来攻打他。面对这悬殊的兵力差，李陵还是边战边退。杀死了匈奴近万人，此时李陵已经距离汉朝边境很近了，匈奴人害怕汉朝会有援军支援，便准备撤军。不曾想李陵手下居然出了个叛徒，有个名叫管敢的被校尉侮辱，便逃到匈奴的部队去投降了敌人，并出卖李陵，说“陵军无后救”。听到了这个消息之后，匈奴人大喜，又重振军威向陵军发起猛攻，战争发展到了白热化，一天之内，李陵大军用完了尚存的五十万支箭，三千多名步兵只剩几百人，最终李陵兵败被俘。
很明显李陵的战败是因为援军不至，正如司马迁向汉武帝为李陵辩解时所说“转战千里，矢尽道穷，救兵不至，士卒死伤如积”。这里的“救兵不至”说明了汉武帝其实是有派救兵去支援李陵的，但是所托非人。汉武帝让疆弩都尉路博德“半道迎陵”，可是路博德却当面一套，背地一套，一方面上奏皇上说：“方秋匈奴马肥，未可与战”故意拖延出兵时间；另一方面，拒绝作李陵的后援。这时汉武帝还没有识别到路博德的老奸巨猾，便叫他去西河堵住胡兵的要道，结果毫无所获。等到李陵战败被俘后，汉武帝才如梦初醒，怒斥路博德“陵当发出塞，乃诏疆弩都尉令迎军。坐预诏之，得令老将生奸诈。”
当然除了援军不至之外，内部除了叛徒也是李陵战败的主要原因，如果不是管敢投降匈奴，并向敌人透露：“陵军无后救，射矢且尽，独将军靡下及成安侯校各八百人为前行，以黄与白为帜，当使精骑射之即破矣。”单干抓住“陵军无后救”的致命弱点，重振旗鼓攻击汉军，李陵最终失败。
李陵虽然战败了，但是他并没马上就投降匈奴，汉武帝也认识到了自己没能及时派兵救李陵，才是李陵战败被俘的主要原因。为此他派出了大军深入漠北准备迎回李陵，史载“陵在匈奴岁余，上谴因杆将军公孙敖将兵深入匈奴迎陵”。这里的岁余，按照史料的记载应该是指天汉四年，此时距离李陵战败被俘已经一年多了，可见此时李陵尚未投降。
可惜的是这次汉武帝又所托非人，公孙敖的部队刚一出发便因迷路无功而还，为了给自己辩解公孙敖便说：活捉了一个俘虏，根据俘虏的交代李陵已经投降匈奴为单于练兵攻打汉军。听了公孙敖的回报，武帝一气之下，族灭了李陵全家，史载“母弟妻子皆伏诛”。后来汉朝使者出使匈奴，才弄清为单于练兵攻打汉军的是汉降将李绪而不是李陵，仅仅一字之差。李陵非常气愤，杀掉叛贼李绪。可是李陵全家已经被斩尽杀绝，心灰意冷的李陵便投降了匈奴。
这个公孙敖其实也不是什么善茬，公孙敖本人跟李家之前便早有恩怨。早在元狩四年公孙敖和李便广跟从卫青攻击匈奴。卫青一心要公孙敖立功封侯，便给李广安排了一条最难走的路线，最后使得李广兵败自杀身亡。所以公孙敖和李广、跟李家，关系本就是错综复杂。汉武帝把这么一个营救李陵的任务交给公孙敖，公孙敖又怎么会尽心尽力呢。