公元前201年九月，冒顿率四十万之众南下，围攻韩国都城马邑。
韩王信在马邑城头望见威风凛凛的匈奴骑兵，不免暗暗捏了把汗。以他多年的战场经验，他可以断定凭着手上的这点兵马，根本无法抵御匈奴铁骑。
他坚壁清野，固守城池，同时派出使者向朝廷求救。
刘邦接到边关急报，认为匈奴不过是塞外的野蛮部族，并未过于重视，且长安与马邑相距千里，而且天气渐寒，派出的大军并非精锐之师，因此行军并不迅速。
韩王信坚守不出，挨一日是一日，匈奴若久攻不下定然退兵。但冒顿摸透了韩王信的心理，没等多久他就下令攻城，匈奴军队气势如虹，任凭马邑城再坚固，也支撑不了多长时间。
韩王信见朝廷大军迟迟不来，而匈奴攻势越来越猛，这样下去，迟早得城破遭屠，因此他决定不禀报刘邦，擅自向匈奴求和。
朝廷大军行至中途的时候，就已经得知韩王信跟匈奴和谈的消息，汉将认为此事事关重大，急令全军停止前进，同时遣使报告朝廷。
刘邦得知韩王信擅自跟冒顿议和后，不禁勃然大怒，他最近疑心病发作，经常捕风捉影，认为诸侯王不老实，和谈的消息更是加深了他对韩王信的怀疑。刘邦马上派使者快马赶到马邑斥责韩王信：为什么不等命令，擅自求和？朕要提醒你，此生死存亡之时，求死则勇，求生则废，你怎么可以边打边求和呢？
韩王信受了责骂，知道刘邦已经起了疑心，之前刘邦把自己的封地北迁就是不信任的表示，现在非常时期，百口莫辩，这样下去，除了战死，活着也不会有好果子吃的。
韩王信心想索性一不做二不休，还不如投降匈奴，谁当主子不是主子呢？再则，匈奴铁骑如此勇猛，汉军也不一定是对手，说不定不久后中原会变成匈奴人的天下。
韩王信在坚守一个月后，打开城门将马邑献给冒顿，正式投降匈奴，冒顿接受了韩王信的投降，并以极大的魄力重用韩王信，命令他为前军，匈奴军