軍隊行進到距離單于城60裏處，停下來安營紮寨。
陳湯命令部下在附近展開搜索，結果抓到了一名康居男子。很巧的是，這名叫開牟的男子，正是與陳湯簽訂祕密條約的康居貴族屠墨的舅舅。
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開牟對郅支單于在康居國犯下的暴行也是深惡痛絕，他表示願意爲陳湯的大軍作嚮導，並且把他所知道的單于城的防衛情況一一向陳湯說明。
此時陳湯已對單于城的情況瞭如指掌，第二天，大軍再向單于城挺進30裏，然後安營紮寨。
此時郅支單于已得到消息，中國軍隊竟然不遠萬里殺到康居，他大吃一驚，趕緊派人前往聯軍司令部，問道：“中國軍隊遠道而來，所爲何事呢?”
陳湯對匈奴使者說：“你們單于不是曾上書，說居住在這個困厄之地很苦，願意歸附強大的漢帝國，還要派兒子到中國嗎?我們皇帝聽說你們單于離開廣闊的匈奴故地，躲在這個偏遠的康居國受委屈，心裏很是憐憫，便派西域都護將軍率軍來迎接單于以及單于的妻兒，怕驚嚇了其他人，所以軍隊不敢抵達城下。”
陳湯果然是外交奇才，明明是爲誅殺郅支單于而來，但外交言辭仍然講得天花亂墜。
匈奴使者數次往返於單于城與聯軍司令部，給雙方的首領傳話。甘延壽與陳湯厲聲對匈奴使者喝道：“我等爲單于遠道而來，到現在還沒有一個匈奴的王侯大臣前來拜會將軍，接受皇帝的命令，單于作爲東道主，卻沒有體現待客之道，不把我等放在眼裏，這是何理?你回去告訴單于，我軍遠道而來，人與馬匹都極度勞累了，糧食也快吃完了，再拖下去，恐怕我們無法回去交差了，讓單于快與大臣好好商議商議，儘快給個答覆。”
這是甘延壽與陳湯給郅支單于下的最後通牒。
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此時，陳湯與甘延壽均還不知道漢使谷吉早被郅支單于殺死，但是郅支單于卻很心虛。半夜時分，他悄悄地溜出單于城，到了城外後，郅支單于望着茫茫天地，心中一片茫然，他想逃，可是要逃到哪啊?
逃到康居國的都城嗎?不行，他把康居王的女兒都殺死了，康居王一定恨透他了，更不必說康居的百姓對他也是恨之入骨，這一去不是送死嗎?
或者逃到西域的某個國家去避難?這更不行，西域各國都加入遠征軍行列了。回到匈奴去?自己的老弟呼韓邪單于正想要自己的腦袋呢!
郅支單于策馬在城外兜了一圈，發現無路可去，無可奈何地又回到城內，這時他一定體會到一個詞的含義：衆叛親離。眼下之計，唯有堅守此城，只要堅持到遠征聯軍部隊糧食耗盡，甘延壽與陳湯便會退兵了。這樣還不保險，必須要有援兵，在康居國內，還有一些貴族聽令於郅支單于，正好連夜去搬些救兵。
第二天，郅支單于並沒有開城投降。
甘延壽命令4萬大軍開進到距離單于城只有3裏之處，就地構築兵營與防禦工事，然後與陳湯登上小山丘，遙望單于城。
只見單于城由三道城牆所構成，最裏面一道牆是土牆，土牆外還有兩道木牆。城牆上懸掛滿五彩旗幟，迎風飄揚。城牆上有數百名匈奴兵正在巡邏，城門下有一百多名騎兵往來於木牆與土牆之間，估計是在傳遞漢軍兵臨城下的消息。
在城門兩側，還有百餘名士兵正在操習“魚鱗陣”，還可以看到一個小頭目正在對士兵們講習戰法。看來郅支單于早已作好作戰的準備了。
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關於陳湯這次著名的遠征，還有一個小插曲。
陳湯的兵團在單于城下發現匈奴軍隊演習“魚鱗陣”，這種陣法有點類似於羅馬軍團步兵方陣的“龜甲陣”，也就是以大盾牌將步兵方陣的上方及周圍防護得結結實實，像一隻大烏龜殼一樣。而且單于城的外城採用“重木城”，這也是羅馬人的典型防禦術。
爲什麼史書會記下單于城的士兵在操練“魚鱗陣”呢?要知道，《漢書》中對戰爭的記述一般是很簡略的，肯定是因爲這種“魚鱗陣”引起了遠征軍官兵的興趣。遠征軍爲什麼會感興趣呢?可能有幾個原因：一，漢軍沒有見過這種陣法，所以印象深刻;二，匈奴人一直是以騎兵爲主力，漢軍此前根本沒有聽說過匈奴有步兵，特別是匈奴步兵還操習這種陣法。
這不由讓我們產生了疑問：羅馬軍團何時到了西亞，並且成爲了匈奴人的士兵呢?如果他們真的是羅馬軍團，那麼在歷史上，羅馬與漢朝這兩個強大的帝國就真實地接觸過，由此就會讓我們產生濃厚的追問興趣：在戰爭上，到底誰又更勝一籌呢?
