Người Hung Nô là Vệ Luật, lớn lên ở đất Hán, từng được Lý Duyên Niên tiến cử với Vũ đế, cho đi sứ Hung Nô. Vì cái vạ bùa yểm, Lý Duyên Niên bị bắt, Vệ Luật sợ liên lụy, bèn đầu hàng Hung Nô.

Sau khi Lý Quảng Lợi đầu hàng, được tôn kính sủng ái hơn hẳn, nên Vệ Luật đâm ra ganh ghét, tìm cách hãm hại. nhân mẹ của Thiền vu bị bệnh, Vệ Luật bèn mua chuộc thầy mo, để thầy mo nói rằng bệnh này là do Thiền vu đời trước nổi giận gây ra: vì Thiền vu đời trước từng thề sẽ phát binh đánh Hán, bắt Nhị Sư tướng quân Lý Quảng Lợi đem về tế thần; nay Lý Quảng Lợi đang ở Hung Nô, sao không giết đi để tế thần?

Thiền vu tin là thật, bèn giết chết Lý Quảng Lợi. Vào lúc bị giết, Lý Quảng Lợi gào to lên rằng: "Ta có chết cũng tiêu diệt Hung Nô."