汉代的地理学知识相当丰富，已经掌握了庞大的珠江水系的支流分布情况，正是这些地理知识储备，为南征制定了一个极为卓越的计划。
南越国的都城在番禺（现在广州）临珠江出海口，沿珠江三大支流西江、东江、北江均可以到达番禺城内，这是帝国组建水军南征的基础。南征目标十分明确，只要端掉南越的都城番禺，庞大的南越国就瓦解了。
具体的行军方案是，帝国水军分四路出发：
第一路由伏波将军路博德指挥，从桂阳（广东连县）出发，顺着湟水（连江，北江的支流）南下，进入北江，然后顺流而下，直抵番禺。路博德追随霍去病参加过漠北战役，是一位才华横溢的将领。
第二路由楼船将军杨仆指挥，从豫章（江西南昌）出发，顺浈水（也是北江的支流）南下，入北江，进逼番禺。
第三路由两位南越的降将指挥，分别是戈船将军严与下濑将军甲，从零陵出发，沿湘江支流溯流而上，再经灵渠进入漓江，漓江是桂江的支流，顺桂江南下，到达苍梧，桂江在此汇入西江，继续沿西江东进，最后抵达番禺。这条路线，便是当年秦帝国经略岭南的主要通道，再度利用了秦帝国所修建的不朽的水利工程：灵渠，使得船只可以直接从湘江水系进入珠江水系，古代中国的智慧，让今人还不禁油然而生惊叹。
第四路由南越降将遣指挥，率巴、蜀两郡的囚犯以及部分夜郎国的军队，从牂牁江（贵州六盘水附近）出发，经盘江，下西江，然后东进番禺。
帝国的战争效率奇高无比，短短几个月时间，完成了征兵、训练、粮草准备、建造大量船只的工作。
下面再来说说爱国者卜式的故事。在汉匈战争期间，卜式作为民间富豪，为国家捐赠大量的家产，武帝刘彻号召全国人民向卜式学习，并授予卜式官职。在南征战役即将发起时，卜式正担任封国齐国的宰相，他慨然上书武帝，请求准许他带领自己的儿子，以及齐国的英雄好汉，参加南越战争，战死沙场，为国捐躯。
卜式是伟大的时代产生的伟大的爱国者。他的上书感动了武帝，武帝刘彻再度布告天下，号召全国百姓学习卜式的精神，并授予卜式“关内侯”。刘彻希望借此有更多的侯爵以及高级官员能自告奋勇，出征南越，激发全国的尚武精神。但是没想到全国被封为侯爵的高级官员中，居然没有一个人响应号召。刘彻极其失望，正好朝庭要祭宗庙，便下令这些侯爵要献金助祭，只要献上的黄金重量不够或成色不足，一律罢免，这一来，居然罢免了一百零六位侯爵的爵位。
秋高气爽。
此时的南方已经过了雨季，正是展开军事行动的最好时机。
南征军团四路出击，总兵力在十万人以上，全部走水路，大举南下。
楼船将军杨仆意气纷发，因为他的兵团，是此次南征的王牌，由精锐的正规军组建，战斗力远在其他兵团之上。所以杨仆心中好不得意，想着：我不打前锋，谁来打？一路沿江而下，到了寻陿（广东曲江县），终于发现南越的城堡，心中一喜，率船登陆，猛攻寻陿，南越守军抵抗不住，纷纷逃窜，杨仆首战告捷。
一路沿江而下，均没有南越的主力。南越国虽然土地不小，但人口不多，地广人稀，宰相吕嘉听说汉军南征，只知道躲在番禺城内，准备据城固守。
杨仆大军到了离番禺二十里处时，有一处石门要塞，南越军队企图在此阻滞汉军，但杨仆的精锐兵团一阵冲杀，南越军队便撤到番禺城中。杨仆两战两胜。
与杨仆相比，路博德的运气真是差。一路南下，逃兵不断，到与杨仆兵团会合时，路博德兵团只剩下一千多人，而杨仆兵团有数万人，相比之下，真是怪可怜的。
围攻番禺的战斗打响了。
南越国首相吕嘉也不是个什么将才，南越军队与中国军队相比，熟悉南方的地形、气候，在山地丛林作战方面有优势，可是吕嘉却幻想固守番禺城，这正中汉军下怀，来自中原的汉军，在攻城战中，经验丰富，并且配备大量的攻城器械。
杨仆兵团从东南方向进攻，路博德兵团则驻扎在西北方向。
杨仆仗着人多势众，对番禺城发动猛烈的进攻，番禺守军拼死抵抗。而路博德手头上没多少人马，这就千把人，要从正面攻破城池是不可能的，所以路博德也不急着进攻，只让士兵们把旌旗插得满山遍野，虚张声势，然后把招降书射进城内，劝守城将士快快投降。
南越守兵心里都明白，这番禺城是守不住了，再说了，有必要有吕嘉卖命吗？樛太后与国王都被杀了，还能效忠谁呢？杨仆在东南面攻打，南越守兵纷纷向西北面逃，向路博德兵团投降。
路博德又让这些投诚的南越将领，带着印绶返回番禺城内，对其他将领进行招降。
杨仆兵团终于击破番禺城的东南城墙，汉军一拥而入，在城内纵火。
南越国宰相吕嘉见大势已去，趁着夜半时分，与新任国王赵建德分乘几艘船，逃离番禺城，准备先到南海去躲一躲。
宰相与国王一逃跑，南越军心顿时瓦解。杨仆兵团攻入城内，番禺守军向西北方向退却，大家边跑边商量：“听说咱们将领投奔路博德将军时，路将军还授予印绶，看来咱们还是去向路将军投降吧。”又有人说：“可不是嘛，我们拼命抵挡杨仆兵团，要是向他们投降，拿不准杨将军把咱们都给杀了。”
最后大家形成共识：向路博德兵团投降。
结果杨仆兵团在前辛辛苦苦打仗，最后好处倒都落入路博德之手。
杨仆气死了，下令在番禺城中，挖开死人的墓穴，将首级砍下来。干什么呢？冒充军功，把这些首级当作是战场上斩获的。
但是杨仆这一气，把首功让给了路博德了，他气晕头了，竟然忘了诛杀吕嘉是第一重要的事，而吕嘉与国王赵建德现在逃向南海，还未抓获呢。
杨仆忘了，但路博德可没忘。就在杨仆忙着挖开死人墓穴时，路博德找来南越被俘的高级官员，问出了吕嘉的去向，马上派军中司马苏弘与南越降将都稽，率几十艘快船，在南海海域进行拉网式搜捕。汉水军的船只在性能上远远优于南越的船只，在航速上占有优势，经过一夜的搜捕，终于在第二天追上了吕嘉与赵建德的逃亡船只。