汉元帝询问需要用的军队的数量，冯奉世回答说：“我听说善于用兵者，不会两次用兵，不会三次运粮，所以军队不宜长时间地征战在外而顺从天意的讨伐应该速战速决。过去经常不衡量敌人的情况，而军队至于损失；多次运送粮食，则时间长耗费多，军队的士气低落。现在反叛的贼兵大约三万人，依兵法应加倍调用六万人。而羌戎是使用弓矛的军队罢了，兵器并不犀利，可以调用四万人，一个月足以解决。”
丞相、御史、两位将军都认为百姓正在收获季节，不能多发兵；一万人驻扎防守，差不多够了。冯奉世说：“不行。国家遭受饥荒，战士、马匹瘦弱，数量也不多，战争用的装备长期废置不修，夷狄各族都有轻视边疆官吏的心思，所以羌族才会首先发难。现在以一万人分守数处，贼兵见我方军队人少，一定不会害怕，战则军队受损士气低落，守则不能救助百姓。如果这样，怯弱的形势显露出来，羌族就会趁机进攻，各少数民族一齐响应，互相煽动起兵，我恐怕汉朝要征发的兵役就不止四万了，这不是金钱所能解决的。所以少发军队就会旷日持久，和一战而迅速解决相比，利害差别万倍。”冯奉世坚持争取，不能得到更多兵马。又有诏令增加两千人。
当即派遣冯奉世率领一万二千兵马出发，打着领兵屯田的名义。典属国任立、护军都尉韩昌为偏将副手，到陇西郡，分别屯兵三处。典属国任立为右军，屯兵白石；护军都尉韩昌为前军，屯兵临洮；冯奉世为中军，屯兵首阳县西极山上。前军到降同阪，先派校尉在前方和羌人争夺有利地形，又另外派校尉到广阳谷营救百姓。羌族贼兵人数很多，官兵都被击溃，两个校尉被杀。冯奉世向汉元帝上报地形和需要多少部队的计划，请求增兵三万六千人才足以解决战事。书信上奏，汉元帝发兵六万多人，封太常弋阳侯任千秋为奋武将军前去增援冯奉世。冯奉世上奏说：“希望得到大批士兵，不必烦劳大将。”于是陈请转运的费用。
汉元帝当时以玺书慰劳冯奉世，同时也责备他说：“皇帝慰问领兵在外的右将军，征战在外，非常辛苦。羌族贼兵侵扰边境，杀害官吏百姓，很是违逆天道，所以派遣将军率领军队将领依照天意前往诛灭。以将军杰出的材质，带领精锐部队，讨伐不轨的贼寇，有百战百胜的道理。现在居然有临阵不敢攻战的名声，太给汉朝丢脸了。是从前不熟悉军事的缘故吗？还是恩惠没有普及，军纪不明的缘故？我非常奇怪。你上书说羌族贼兵凭仗深山，多小路，不得不多处分兵占据要害之地，然后必须发动驻防的士兵，才足以解决问题，军队部署已经决定，从形势上看不能再安排大将，我知道了。以前因为将军缺少士兵，不足防守之用，所以调遣附近的骑兵，日夜兼程地赶到，不是为了进攻。现在征发三辅、河东、弘农越骑、迹射、佽飞、彀者、羽林孤儿和呼速累、嗕种，正在火速调遣。战争，是凶险的事情，一定会有成功或失败，恐怕策略不事先商定，了解敌情不审慎，所以又派奋武将军。兵法说大将军出征一定要有偏裨将领，用来耀武扬威，参谋计策，将军又有什么疑虑的？爱护将士，得到军心，决定就不后悔，擒拿敌人一定要彻底，这是将军的责任。至于运输的费用，有专门的官吏负责，将军不必担心。等到奋武将军的兵马到达，一起进攻羌族贼兵。”
同年十月，军队都集合到陇西郡。十一月，一齐进攻。羌族贼兵大败，斩杀首级数千，余下的都逃出边境。战争未决胜负的时候，西汉又征募士兵一万人，封定襄太守韩安国为建威将军。还未出发，听说羌族贼兵被打败了，汉元帝说：“羌族贼兵被击溃受到惩罚，逃出边境，那些休战的将士，多留一些屯田守卫，防守要害之处。”
永光三年二月，冯奉世回到京师，改任左将军，光禄勋的职位不变。之后记功封爵，汉元帝下诏说：“羌族贼兵凶残狡黠，杀害官吏百姓，进攻陇西郡官署，烧毁驿亭，断绝道路桥梁，极大地违背了天道。左将军光禄勋冯奉世前时率领军队征讨，斩首俘虏八千余人，夺取牛马羊数以万计。赐冯奉世关内侯的爵位，食邑五百户，黄金六十斤。”裨将、校尉三十余人，都有赏赐。
一年多后，冯奉世病故。冯奉世任武将官职前后有十年，为杀敌卫国的老将，功名仅次于赵充国。
冯奉世死后两年，西域都护甘延寿因为诛杀郅支单于而被封为列侯。
当时丞相匡衡也以甘延寿假冒诏令滋生事端为理由，根据萧望之的事例，认为不应当封侯，然而议论者都赞美甘延寿的功劳，汉元帝听从众人的意见封他为侯。
当时杜钦上疏，追溯称颂冯奉世以前的功劳说：“从前莎车王杀害汉朝使者，和各国结盟背叛汉朝。左将军冯奉世以卫候的身份根据便利条件发兵诛灭了莎车王，用计策安定了城市，功绩普及边境地区。议论者认为冯奉世作为使节有其使命，依《春秋》之义中说臣下不能独断专行，按汉朝的法律则有矫制之罪，所以不得封侯。现在匈奴郅支单于杀害汉朝使者，逃亡到康居国，都护甘延寿征发城中之兵和屯田的将士四万余人来诛杀他，封为列侯。我的愚见认为比较罪过则郅支单于比莎车轻，衡量兵力则莎车比郅支多，使用军队则冯奉世少