苏武字子卿，年轻时凭着父亲的职位，兄弟三人都做了皇帝的侍从，并逐渐被提升为掌管皇帝鞍马鹰犬射猎工具的官。当时汉朝廷不断讨伐匈奴，多次互派使节彼此暗中侦察。匈奴扣留了汉使节郭吉、路充国等前后十余批人。匈奴使节前来，汉朝庭也扣留他们以相抵。公元前100年，且鞮刚刚立为单于，唯恐受到汉的袭击，于是说：“汉皇帝，是我的长辈。”全部送还了汉廷使节路充国等人。汉武帝赞许他这种通晓情理的做法，于是派遣苏武以中郎将的身份出使，持旄节护送扣留在汉的匈奴使者回国，顺便送给单于很丰厚的礼物，以答谢他的好意。苏武同副中郎将张胜以及临时委派的使臣属官常惠等，加上招募来的士卒、侦察人员百多人一同前往。到了匈奴那里，摆列财物赠给单于。单于越发傲慢，不是汉所期望的那样。
单于正要派使者护送苏武等人归汉，适逢缑王与长水人虞常等人在匈奴内部谋反。缑王是昆邪王姐姐的儿子，与昆邪王一起降汉，后来又跟随浞野侯赵破奴重新陷胡地，在卫律统率的那些投降者中，暗[***被屏蔽词语]同策划绑架单于的母亲阏氏归汉。正好碰上苏武等人到匈奴。虞常在汉的时候，一向与副使张胜有交往，私下拜访张胜，说：“听说汉天子很怨恨卫律，我虞常能为汉廷埋伏弩弓将他射死。我的母亲与弟弟都在汉，希望受到汉廷的照顾。”张胜许诺了他，把财物送给了虞常。
一个多月后，单于外出打猎，只有阏氏和单于的子弟在家。虞常等七十余人将要起事，其中一人夜晚逃走，把他们的计划报告了阏氏及其子弟。单于子弟发兵与他们交战，缑王等都战死；虞常被活捉。单于派卫律审处这一案件。张胜听到这个消息，担心他和虞常私下所说的那些话被揭发，便把事情经过告诉了苏武。苏武说：“事情到了如此地步，这样一定会牵连到我们。受到侮辱才去死，更对不起国家！”因此想自杀。张胜、常惠一起制止了他。虞常果然供出了张胜。单于大怒，召集许多贵族前来商议，想杀掉汉使者。左伊秩訾说：“假如是谋杀单于，又用什么更严的刑法呢？应当都叫他们投降。”
单于派卫律召唤苏武来受审讯。苏武对常惠说：“丧失气节、玷辱使命，即使活着，还有什么脸面回到汉廷去呢！”说着拔出佩带的刀自刎，卫律大吃一惊，自己抱住、扶好苏武，派人骑快马去找医生。医生在地上挖一个坑，在坑中点燃微火，然后把苏武脸朝下放在坑上，轻轻地敲打他的背部，让淤血流出来。苏武本来已经断了气，这样过了好半天才重新呼吸。常惠等人哭泣着，用车子把苏武拉回营帐。单于钦佩苏武的节操，早晚派人探望、询问苏武，而把张胜逮捕监禁起来。
苏武的伤势逐渐好了。单于派使者通知苏武，一起来审处虞常，想借这个机会使苏武投降。剑斩虞常后，卫律说：“汉使张胜，谋杀单于亲近的大臣，应当处死。单于招降的人，赦免他们的罪。”举剑要击杀张胜，张胜请求投降。卫律对苏武说：“副使有罪，应该连坐到你。”苏武说：“我本来就没有参予谋划，又不是他的亲属，怎么谈得上连坐？”卫律又举剑对准苏武，苏武岿然不动。卫律说：“苏君！我卫律以前背弃汉廷，归顺匈奴，幸运地受到单于的大恩，赐我爵号，让我称王；拥有奴隶数万、马和其他牲畜满山，如此富贵！苏君你今日投降，明日也是这样。白白地用身体给草地做肥料，又有谁知道你呢！”苏武毫无反应。卫律说：“你顺着我而投降，我与你结为兄弟；今天不听我的安排，以后再想见我，还能得到机会吗？”苏武痛骂卫律说：“你做人家的臣下和儿子，不顾及恩德义理，背叛皇上、抛弃亲人，在异族那里做投降的奴隶，我为什么要见你！况且单于信任你，让你决定别人的死活，而你却居心不平，不主持公道，反而想要使汉皇帝和匈奴单于二主相斗，旁观两国的灾祸和损失！你明知道我决不会投降，想要使汉和匈奴互相攻打。匈奴灭亡的灾祸，将从我开始了！”
卫律知道苏武终究不可胁迫投降，报告了单于。单于越发想要使他投降，就把苏武囚禁起来，放在大地窖里面，不给他喝的吃的。天下雪，苏武卧着嚼雪，同毡毛一起吞下充饥，几日不死。匈奴以为神奇，就把苏武迁移到北海边没有人的地方，让他放牧公羊，说等到公羊生了小羊才得归汉。同时把他的部下及其随从人员常惠等分别安置到别的地方。 苏武迁移到北海后，粮食运不到，只能掘取野鼠所储藏的野生果实来吃。他拄着汉廷的符节牧羊，睡觉、起来都拿着，以致系在节上的牦牛尾毛全部脱尽。一***过了五、六年，单于的弟弟於靬王到北海上打猎。苏武会编结打猎的网，矫正弓弩，於靬王颇器重他，供给他衣服、食品。三年多过后，於靬王得病，赐给苏武马匹和牲畜、盛酒酪的瓦器、圆顶的毡帐篷。王死后，他的部下也都迁离。这年冬天，丁令人盗去了苏武的牛羊，苏武又陷入穷困。
汉昭帝登位，几年后，匈奴和汉达成和议。汉廷寻求苏武等人，匈奴撒谎说苏武已死。后来汉使者又到匈奴，常惠请求看守他的人同他一起去，在夜晚见到了汉使，原原本本地述说了几年来在匈奴的情况。告诉汉使者要他对单于说：“天子在上林苑中射猎，射得一只大雁，脚上系着帛书，上面说苏武等人在北海。”汉使者万分高兴，按照常惠所教的话去责问单于。单于看着身边的人十分惊讶，向汉使道歉说：“苏武等人的确还活着。”
单于召集苏武的部下，除了以前已经投降和死亡的，总***跟随苏武回来的有九人。 苏武于汉昭帝始元六年（前81年）春回到长安。苏武被扣在匈奴***十九年，当初壮年出使，等到回来，胡须头发全都白了。