Sang thời Hán Vũ Đế, Lý Quảng được thăng lên chức Vệ úy cung Vị Ương. Sang năm 133 TCN, để chuẩn bị gây chiến với Hung Nô, Hán Vũ đế theo ý kiến của đại thần Vương Khôi, quyết định sử dụng chính sách lợi dụng tài vật để dẫn dụ Hung Nô ra quân trước, sai Lý Quảng làm Phiêu kị tướng quân, Công Tôn Hạ làm Kinh Xa tướng quân, Hàn An Quốc làm Hộ quân dẫn 30 vạn quân mai phục ở sơn cốc gần khu vực Mã Ấp.[13] Tuy nhiên về sau do thiền vu biết được ý đồ của nhà Hán nên rút quân. Lý Quảng đành trở về mà vẫn chưa lập được công.